【走进中科院兰州分院】王爱勤：引领凹凸棒石研发 从“跟跑”到“领跑”

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【走进中科院兰州分院】王爱勤：引领凹凸棒石研发 从“跟跑”到“领跑”

王爱勤研究员

王爱勤（右二）在张掖临泽考察凹凸棒石矿分布情况。

　　王爱勤（右二）向中国工程院院士印遇龙（右一）介绍凹凸棒石霉菌毒素研发与应用情况。

　　王爱勤（右）与兰州化物所所长王齐华（左）研究甘肃凹凸棒石品位。（本文图片由中科院兰州化物所提供）

　　新甘肃·甘肃日报记者 秦娜 通讯员 赵玉琴 毛可丽 刘晓程

　　5月18日，在张掖市临泽县召开的甘肃凹凸棒石创新发展研讨会上，众多国内专家聚焦凹凸棒石创新发展成果，多项临泽县凹凸棒石产业发展开放课题项目现场签约。随着产学研用协同创新平台的搭建运行，甘肃凹凸棒石产业发展又迈出坚实一步。

　　凹凸棒石到底是什么？为什么如此受人垂青……原来，凹凸棒石是一种黏土矿物质。它主要形成于距今上亿年前的白垩纪和第三纪时期。在黏土界，它有“千土之王”“万用之土”的美誉。人们吃的大豆油需要用它脱色，以过滤掉黄曲霉素等有害成分；添加它做成的面膜，会更加平滑、通气、吸油力强，且高度环保；在食品包装袋中，用它吸收水分，食品会香脆可口……

　　然而，这样一种神奇的黏土矿物在过去很长时间里却被人们当作“土”用。如今，将它“点石成金”的人，正是中国科学院兰州化学物理研究所的王爱勤研究员及其团队。专注凹凸棒石研发近20年，他们让我国凹凸棒石研发水平从“跟跑”变为“领跑”。

　　“结缘”凹凸棒石

　　王爱勤说，他与凹凸棒石的缘分好像是“命中注定的”，他第一次接触到的凹凸棒石来自甘肃临泽。

　　2000年，一位企业家拿了块临泽当地的黏土矿找到王爱勤，向他介绍：“这个黏土矿是凹凸棒石，吸水能力可以达到1比300，可以做保水剂使用。”王爱勤当时正在做有机无机复合保水剂研究，看到这种“神奇的黏土矿物”立即进行了测试。但结果显示这种黏土矿物的吸水性并不高。

　　在好奇心驱使下，王爱勤查阅了大量资料，发现原来这种黏土矿物很不简单，它具有特殊的棒状晶束形貌和规整的孔道结构。能否用凹凸棒石的棒晶在保水剂制备中起到物理辅助交联作用呢？

　　怀着忐忑的心情，王爱勤指导博士生进行了相关研究。他们惊奇地发现，凹凸棒石添加量在30%时仍能达到单纯丙烯酸聚合保水剂的吸水能力，而凹凸棒石正是起到了类似混凝土中“钢筋”的作用。

　　之后，在国家“863”和中国科学院“西部行动”等项目的支持下，王爱勤带领团队系统开展了凹凸棒石的改性研究，优化出利用凹凸棒石制备有机无机复合保水剂的最佳工艺条件，并在2004年与山东一家企业合作实现了产业化生产，产品应用于兰州市南北两山绿化和旱作农业生产中。

　　保水剂的成功并没有让王爱勤团队停下凹凸棒石研究的脚步。相反，完成“打酱油”期后，他们对凹凸棒石的“感情”也更加“深厚”了。

　　王爱勤介绍，凹凸棒石是一种具有棒状晶体结构的含水富镁的铝硅酸盐矿物，也是一种天然的纳米材料，结构负电荷和孔道使其具有很强的吸附、悬浮、触变、增韧补强能力。因而在国外被广泛应用于化工、建材、造纸、医药、农业、环保和食品等多个领域。

　　王爱勤在调研中发现，早在上世纪90年代，一些外国公司就从国内大量采购凹凸棒石黏土矿，“以每吨100元的价格把矿石买过去，加工成产品，再以每吨2万元以上的高价卖给我们。”说到这里，王爱勤有些痛心。“这么好的东西，我们卖原料，他们卖产品，差价就是200倍！”

　　我国的凹凸棒石矿发现于上世纪70年代中期，初级应用起步于1983年，到本世纪初产品的开发仍处于跟踪模仿阶段。“尽管我国凹凸棒石产业发展起步较晚，但我们必须走高值化利用发展路径，”王爱勤坚定地说。为此，2007年，王爱勤等人合作出版了《凹凸棒石黏土应用研究》一书，系统总结了我国凹凸棒石研究取得的阶段性成果，指出了我国凹凸棒石开发利用存在的问题，提出了凹凸棒石深层次开发的方向。

　　“就在写完那本书的时候，突然觉得我们有责任深化对凹凸棒石的研究，也更有兴趣探究凹凸棒石的新用途。”王爱勤说，于是，团队从复合材料的研发转向了凹凸棒石本身。

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