探索奇妙的“超重力”

魏世杰

“這里的實驗室和以往的化工實驗室真是大不相同。”

“我們的目的就是讓科研走出實驗室，你看到的這些機械設備，都是我們實驗室自主研發的，超重力功能材料制備裝置、限域撞擊流——旋轉填料床、超重力高效碳捕集系統……”

在大家普遍印象中，化工實驗室應該是琳瑯滿目的滴管、試紙、燒杯、顯微鏡，還有身穿白大褂的科研人員戴著口罩手拿試劑在進行化學反應試驗工作，一臺臺電腦設備中各項數據急速運轉。而中北大學超重力化工過程山西省重點實驗室里卻擺放著整齊劃一的機器設備，讓人耳目一新。

“照片中的這個罐體是我們為一家工廠研發的超重力反應分離器，它只有3米高，它旁邊的反應分離塔高達40多米，二者體積相差70倍，但反應分離器卻能產生等量甚至更高的效率，不僅節約了40噸鋼材，還降低了能耗。”在實驗室技術成果展區，超重力化工過程山西省重點實驗室副主任焦緯洲教授指著那個頗不起眼的罐體自豪地對《科學導報》記者說，“我們實驗室向來注重學生的實操能力，把學生從傳統的學術研究中脫離出來，堅持理論知識與生產實踐相結合，讓他們在實踐中提升專業技能、提升創新思維和多元化視角。”

在開闊寬敞的超重力裝備研發基地，記者看到：液壓式數控轉塔沖床、數顯臥式銑鏜床、剪板機等大型機械設備一字排開，數名科研人員手拿維修工具正對著巨大的機器設備不停焊接打磨，不由心生敬佩，敬佩這一雙雙能寫會算的手，還能如此完美地詮釋“工匠技藝”……

作為省內高校重點實驗室的“排頭兵”，為實現“雙碳”目標，中北大學超重力化工過程山西省重點實驗室在煤化工領域獨樹一幟，利用超重力旋轉填料床捕集氣體中塵粒的技術，來達到凈化氣體的目的。

“與傳統化工技術相比，超重力化工技術操作彈性大、適用范圍廣，是化工裝置小型化、微型化和本質安全的核心技術。”焦緯洲教授表示。

據了解，超重力化工分離技術是從物質分離與純化的共性出發，建立超重力環境下平衡分離、精餾、吸收、萃取和吸附等的基本理論，通過創新過程強化和耦合分離過程，研發超重力氣體凈化、氣-固分離、液-液分離、水體污染物控制與分離等成套工藝技術。超重力化工不僅可以大幅度減輕工業材料消耗成本，而且在降低能耗、減少污染等方面同樣有著巨大優勢。

“科技創新就像短道速滑，要看誰速度更快、誰的速度更能持續。我們實驗室將繼續圍繞節能減排、可持續發展等國家重大戰略需求，充分發揮實驗室的科教優勢，不斷培養創新型人才，以科技自立自強為支撐，將實驗室打造成國內超一流高水平、高質量的科技創新型平臺。”實驗室主任劉有智教授表示。