央廣網(wǎng)北京10月25日消息（總臺(tái)中國(guó)之聲記者鶴佳）據(jù)中央廣播電視總臺(tái)中國(guó)之聲《新聞超鏈接》報(bào)道，10月22日，中國(guó)科協(xié)發(fā)布了2023重大科學(xué)問(wèn)題、工程技術(shù)難題和產(chǎn)業(yè)技術(shù)問(wèn)題。人工智能、新能源、高性能材料、生命科學(xué)等領(lǐng)域的重大問(wèn)題受到關(guān)注。

　　其中多項(xiàng)難題涉及化學(xué)和材料科學(xué)，比如，前沿科學(xué)問(wèn)題“影響高性能纖維發(fā)展的基礎(chǔ)科學(xué)問(wèn)題是什么？”工程技術(shù)難題“如何突破新能源廢料清潔高值化利用？”產(chǎn)業(yè)技術(shù)問(wèn)題“如何高值利用有機(jī)污染化工廢鹽，推動(dòng)化工產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展？”這些問(wèn)題難在哪？怎么解？

　　高性能纖維研究為啥難？

　　前沿科學(xué)問(wèn)題中提到“影響高性能纖維發(fā)展的基礎(chǔ)科學(xué)問(wèn)題是什么？”中國(guó)科學(xué)院自然科學(xué)史研究所特別研究助理、科普作者孫亞飛介紹，高性能纖維在日常生活中較為常見(jiàn)，比如自行車(chē)的碳纖維、制作防彈頭盔的芳綸和凱夫拉等等。這些材料都有相似的特點(diǎn)：質(zhì)地輕、強(qiáng)度大。

　　目前，我國(guó)已有一些工廠能生產(chǎn)這些高性能纖維，但在這方面的基礎(chǔ)科學(xué)研究仍有不足。比如，究竟是何因素影響了纖維的各種性能？是工藝問(wèn)題還是分子結(jié)構(gòu)的影響？盡管對(duì)這些問(wèn)題已有相關(guān)的研究，但還不夠系統(tǒng)和深入。

　　高性能纖維發(fā)展的基礎(chǔ)科學(xué)問(wèn)題之所以難，是因?yàn)槠鋵儆诨瘜W(xué)的二級(jí)學(xué)科——高分子學(xué)科。高分子研究的對(duì)象通常由幾萬(wàn)甚至上千萬(wàn)個(gè)原子構(gòu)成，就像人多了難管理一樣，分子內(nèi)部怎樣結(jié)合？分子與其他分子之間又存在怎樣的相互作用？這些原理都非常復(fù)雜。

　　上世紀(jì)五六十年代，高分子科學(xué)慢慢從工廠走向?qū)嶒?yàn)室，在如此長(zhǎng)的時(shí)間里，科學(xué)家也在進(jìn)行多方面的研究，但在整個(gè)科學(xué)界，對(duì)于高分子的研究依然不太深入。孫亞飛表示，此次在重大科學(xué)問(wèn)題中提出高性能纖維發(fā)展的基礎(chǔ)科學(xué)問(wèn)題，可以說(shuō)是高瞻遠(yuǎn)矚，有助于在接下來(lái)的科學(xué)研究中取得突破。

　　新能源廢料回收利用為啥難？

　　工程技術(shù)難題提到“如何突破新能源廢料清潔高值化利用？”孫亞飛介紹，新能源廢料不僅是電動(dòng)車(chē)報(bào)廢的鋰電池，在科學(xué)層面，新能源廢料還有更廣泛的內(nèi)容。

　　比如，風(fēng)能發(fā)電所用的風(fēng)車(chē)葉片，這些葉片體積龐大，主要材料是環(huán)氧樹(shù)脂和玻璃纖維為基材的玻璃鋼，目前處理這類(lèi)材質(zhì)的方式非常有限，無(wú)法通過(guò)焚燒的方式處理，只能想方設(shè)法將其作為建筑材料。再比如，光伏發(fā)電所用到的核心元件多晶硅，以及其他各種薄膜，這些材料老化后產(chǎn)生的廢料也是處理的大難題。

　　目前對(duì)于高價(jià)值利用新能源廢料已有一些技術(shù)路線，但普遍存在二次污染的問(wèn)題。比如處理過(guò)程中使用到的酸和堿，這些物質(zhì)對(duì)環(huán)境存在污染，需要進(jìn)行二次處理。在具體研究上也有其他可以進(jìn)行的技術(shù)路線，比如利用離子液體，這種新型溶劑能夠?qū)⑽镔|(zhì)分離開(kāi)來(lái)，且較為清潔。

　　孫亞飛表示，總體上看，技術(shù)路線可選的方向有很多，但從開(kāi)始研究到最后真正應(yīng)用還有很長(zhǎng)的路要走，也需要科研人員和工程人員共同努力。

　　有機(jī)污染化工廢鹽處理為啥難？

　　產(chǎn)業(yè)技術(shù)問(wèn)題中提到“如何高值利用有機(jī)污染化工廢鹽，推動(dòng)化工產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展？”孫亞飛介紹，有機(jī)污染化工廢鹽就是被有機(jī)物污染的化工廢鹽。在工業(yè)中用工業(yè)鹽最典型的例子是鍋爐房，通過(guò)加鹽使水軟化，不易產(chǎn)生水垢。這些鹽在用完后會(huì)以廢鹽的方式被淘汰，其中的氯化鈉會(huì)被其他鹽分所替代，引入一些有機(jī)物。

　　這類(lèi)有機(jī)污染化工廢鹽處理起來(lái)更加復(fù)雜，同時(shí)帶來(lái)的污染也更為嚴(yán)重。如果只是無(wú)機(jī)鹽排入大海，影響的只是海水的鹽度。但如果是有機(jī)污染化工廢鹽排入大海，這些有機(jī)物可能變成藻類(lèi)等細(xì)菌的食物，造成海水富營(yíng)養(yǎng)化。如果有機(jī)物中含有磷和硫這類(lèi)對(duì)生物生長(zhǎng)非常關(guān)鍵的元素，甚至還會(huì)引起赤潮等嚴(yán)重的生態(tài)災(zāi)難。即便沒(méi)有排到大海，在內(nèi)陸的水體中也會(huì)帶來(lái)不可預(yù)知的風(fēng)險(xiǎn)。

　　目前的處理方法主要通過(guò)加入高錳酸鉀、鉻酸等強(qiáng)氧化劑，將有機(jī)物直接氧化分解，但這些強(qiáng)氧化劑本身也有很強(qiáng)的毒性。一些新的研究方向正在嘗試通過(guò)生物發(fā)酵的方式處理有機(jī)物，但大多數(shù)生物無(wú)法忍受如此高濃度的鹽，這些問(wèn)題尚待解決。

　　孫亞飛表示，目前有機(jī)污染化工廢鹽的處理程度還非常有限，化工產(chǎn)業(yè)要想實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展，這塊硬骨頭必須啃下來(lái)，否則造成的污染生態(tài)系統(tǒng)無(wú)法承受。