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“这几天，我们正和几家化工园区的中试基地谈合作， 希望能尽快进行小规模工业化生产。 ”南京工业大学教授、 副校长郭凯在接受科技日报记者采访时说。

日前， 郭凯带领团队攻克生物基聚氨酯材料研制难题。 他们要用棉籽油、 蓖麻油等非粮生物基制造氨纶、尼龙等高端纺织面料，并让面料拥有丝绸一般的手感和棉一般的吸水性。

自 2010 年以来， 郭凯带领团队围绕绿色化工， 重点开展微流场技术 研 究和 生 物 基材 料 新产 品 的 开发。 通过校企合作，多家企业的生物基材料年产能达 40 万吨，多个精细化学品年产能达到千吨级、万吨级，郭凯团队为化工产业绿色化转型升级探索了新路径。

日前， 何梁何利基金 2024 年度颁奖大会召开， 郭凯获得何梁何利基金科学与技术创新奖。

“我将继续寻找真问题、解决真问题，把国家所需、行业所期、人民所盼牢记在心， 不断推动科技成果在绿色化工领域的落地。 ”郭凯说。

做“顶天立地”的科研

走进南京工业大学生物与制药工程学院实验室， 一张面积约一平方米的桌子上，放着一个小型反应器。

“别看它‘个头小’，它可是一个微缩版的‘桌面工厂’。 ”郭凯介绍，“我们利用微流场技术，通过微尺度效应将化工反应过程传质传热效率及反应速率提升 100 倍至 1000 倍，以‘桌面工厂’的生产模式，实现传统大型化工生产， 让化工反应时间由十几个小时缩至数十秒。 ”

凭借微流场技术， 郭凯和团队获得 2017 年度国家技术发明奖二等奖。 郭凯与微流场技术的结缘，和中国工程院院士、 南京工业大学教授欧阳平凯密不可分。

2008 年郭凯获得博士学位后，曾在一家公司从事药物开发研究。“当时，我在企业工作很单调，想回高校做创新性研究。 ”郭凯说，迷茫中的他遇到了欧阳平凯， 并做出了影响一生的决定。

“欧阳院士认为，科研人员应该做‘顶天立地’的科研，一方面要瞄准科技前沿， 另一方面要解决产业问题。 ”郭凯回忆，2010 年他选择入职南京工业大学， 跟随欧阳平凯开展研究， 致力于解决国内化工生产中的难题。

提升国产增塑剂质量

对科研人员来说， 选择合适的科研方向至关重要。 那时，郭凯将目光聚焦在柠檬酸酯类增塑剂的改良上。

“传统的邻苯二甲酸酯增塑剂毒性较大，严重影响了下游塑料、粘合剂、油墨等产品的安全性，而国产无毒增塑剂中的主要品种——柠檬酸酯类增塑剂，由于技术原因，其纯度、 色泽等核心质量指标都低于国外同类产品， 严重影响相关产业的战略安全。 ”郭凯回忆道，他在广泛了解柠檬酸酯类增塑剂的行业现状后， 联合江苏雷蒙新材料有限公司开展科研攻关。“想提高柠檬酸酯类增塑剂的纯度，就要优化原材料转化率，改善催化效果，而要使它透明无色，就要进行温度控制。 ”郭凯说。

谈起那段攻关经历， 郭凯显得云淡风轻，但 2010 年考取郭凯硕士研究生的佘鹏伟， 记得当年科研攻关的艰难。

“化工试验一旦开始就不能中断，否则会影响数据的精准性。 郭老师跟我们一起待在实验室做试验，经常做到凌晨三四点。 ”佘鹏伟说。

经过五六年的持续攻关， 郭凯带 领 团队 革 新 了传 统 釜式 生 产 模式， 突破了柠檬酸酯类生物基无毒增塑剂生产中多项关键核心技术瓶颈。 他们联合企业研制的高品质乙酰柠檬酸三丁酯占据国内 90%以上的高端市场， 实现生物基增塑剂及衍生产品 8 万吨的年产能， 为生物质资源高值利用提供绿色方案。

研制生物基新材料

2011 年起， 郭凯带领团队以棉籽油、 蓖麻油等非食用性植物油替代石油，研制生物基聚氨酯新材料。聚氨酯是一类功能性材料， 被广泛应用在基建、家电、汽车、医护等领域，然而，传统聚氨酯材料对石化资源依赖度高， 产品的绿色环保性较差。

郭凯坦言，在研制过程中，他很多次都想放弃。 最让他抓狂的是，在研究初期， 已经调试好的聚氨酯配方，由于使用大量植物油，一到冬天样品就凝固。 “后来，我们历时一年，融合化学、化工等领域的知识，对配方进行上百次调整， 最终将产品的凝固点从零摄氏度左右降至零下 10摄氏度。 ”郭凯介绍，在试验过程中，团队与企业加强交流， 做出原型产品后就交给企业评价， 随后吸纳企业的意见再改进。

念念不忘，必有回响。 经过近十年的攻关， 郭凯团队发明了 5 种新型生物基多元醇单体料并完成了年产 5 万吨的产业转化， 在此基础上开发了生物基防腐涂料、 软泡等 5种高性能生物基聚氨酯新材料。 凭借这些成果，郭凯团队获得 2023 年度江苏省科学技术奖一等奖。

“未来，我们希望开发出更多高端生物基材料， 助推化工产业转型升级， 为解决环境污染和资源短缺等问题提供科学的解决方案。 ”郭凯说。

转自《科技日报》 金凤