【科技日報】北理工王博團隊新成果登上《自然》雜志
發布日期：2017-02-20 供稿：科技日報 編輯：楊晶 審核：王征 閱讀次數：
原文標題：織一張吸附PM2.5的網——北理工王博團隊新成果登上《自然》雜志
最近找王博的人很多。外界的密集關注，源于本月初《自然》的一篇報道：北京理工大學王博教授團隊，將金屬有機骨架化合物（MOFs）用于空氣過濾凈化。經實驗室檢測，室溫下，該材料對PM2.5的濾出率可以達到99.5%。
新的凈化材料！而且，它不只是一項實驗室研究。王博透露，今年就會有應用這種材料的產品問世。
吸住、扒開、分離 分子海綿這樣對付PM2.5
MOF究竟是什么？
王博從最基礎的概念講起。他打開電腦，調出一幅幅MOF的結構圖，盡量用通俗語言解釋這種材料的特性。此時，你開始理解，為何“80后”教授王博常年能在學生的教學評價上拿到高分，即使從不點名，他的課堂有時還能爆滿。
MOF全稱為Metal—Organic Framework, 是一大類新型無機材料與有機高分子單體的原子級別復合物。宏觀世界的框架，離不開“中心點”以及通過中心點連接的“梁”。微觀世界，同樣如此。各種無機金屬離子或團簇與有機分子直接聚合，結成三維的有序的網絡框架結構。這類材料具有發達的納米級孔道，以一個MOF材料為例，其孔道為1.12納米。
可以想象一下，MOFs織成一張立體的網，網上布滿了密密麻麻的微小孔洞，科研人員精心調整它的尺寸、形狀或者結構，以篩分不同類型的分子。這些微觀框架的“梁”上，可以加上不同性質的官能團。比如，若帶上堿性官能團，它就能更“大力”地把酸性氣體“拽”進來。
MOF的一大優勢，是比表面積大。以其中的一類MOF材料為例，1克這種材料如果內表面全部展開，可以鋪展到8000平方米，覆蓋一個標準足球場。比表面積大，意味著材料的孔多；孔多，能吸附的氣體也就多，因此，人們也管MOF叫分子海綿，用它來儲存氣體。
這一次，王博用他研究了13年的MOF對付PM2.5。
PM2.5成分復雜，它實際上是一種氣溶膠，含有液體、揮發性有機化合物（VOC），以及固體，這恰好給了新型的MOF膜（MOFilter）發揮作用的機會。王博團隊研發的這種新型材料，會先用MOFilter的自身靜電荷捕捉PM2.5，堿性官能團將助攻液體分子及VOC掉進孔洞。這樣一來，留在材料表面的，就是失去了“隊友”的PM2.5中的固體，拿水即可清理。
北京理工大學良鄉校區王博團隊實驗室的一扇紗窗上，就“長”著這層特殊的膜。它透氣也透光，用了一年多了，仍有上佳的過濾表現。
都是命運最好的安排
用MOF過濾PM2.5，其實來自妻子的提議。她對王博說，孩子老咳嗽，能不能研究下怎么凈化霧霾？
不過，這并不是一段用“靈光乍現”可以概括的科研經歷。
回首自己的學術之路，王博文藝了一把：一切都是命運最好的安排。
他曾想當詩人，后來想當物理學家。誤打誤撞被保送進北大化學與分子工程學院后，他還一門心思想著轉系，直到他終于在實驗室發現了化學之美。
“我曾經最討厭英語和化學。誰能想到呢，現在是要說著英語做化學。” 王博笑著說。
2004年，王博從北京大學化學專業本科畢業，就跟了MOF領域的大牛Omar M. Yaghi做研究。碩士期間，導師給王博的任務就是——用MOF材料，將空氣中的二氧化碳篩分出來。
他做到了。
導師給予盛贊：王博在創造歷史，他是個天才。因為這些評價，碩士畢業本打算去往工業界的王博，“熱血沸騰”，決定繼續攀學術的高峰。
從某種意義上來說，Yaghi是位魔鬼導師。他單身，不過任何節日，將全部精力放在學術上。王博記得，有一次自己要過生日，朋友已訂好了地方開party。當天凌晨三點，導師一個電話過來，說他有個特別好的想法，要跟王博討論。“我說，現在是凌晨三點。導師說：So？”王博無奈，跟導師約了白天詳聊。結果，他們倆在從早上8點聊到了晚上7點，“全程沒有吃飯”。
其實，在選擇Yaghi之前，王博就已打探到，這位老師以對學生要求嚴格著稱。“當時想，要是念書是去享受的，干脆別念。累一點，但值得。”
博士提前畢業，王博打算投身學術界，又被導師拉住。Yaghi說，一位學者論文能觸達的范圍有限。“但如果你的東西能去往工業界，研究變成產品，就可以讓每個人的生活好那么一點點。”
于是，王博去了工業界，參與了MOF材料的大批量生產。不過，他在工業界并沒有呆太久。為了追求更自由的科研，王博還是做起了學術，選了北京理工大學。
但工業界的經歷并沒有浪費。它提醒王博，在做科研時要考慮性價比。“盡量用簡單手段解決復雜問題。越簡單的方法，越美。”王博想法很明確：成本得低，否則老百姓怎么用？
王博反復表示，科研不是“炫技”，要解決真問題。
他正在這么做。
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