余龙首次成功研制出“淀粉塑料”

糖果“塑料盒”可以降解,五彩缤纷的快递“泡沫塑料”可以吃进口中,药物胶囊有了成本低且安全无害的替代品……专注于天然高分子材料研究的余龙教授,在世界上首次成功研制并产业化了全淀粉可生物降解材料,在业界获得“starchman”(淀粉人)的美誉。37年前,他本科毕业于华南理工大学。3年前,他从澳大利亚以广东省创新团队带头人回到母校,继续拓展生物可降解材料的应用,并担任“中新国际联合研究院”院长,在华南理工大学的大力支持下,不断夯实研发平台,积极拓展国际合作的新空间。

触类旁通:首次成功研制出“淀粉塑料”

余龙1977年就读于华南理工大学高分子化工专业。毕业工作几年后赴澳大利亚留学,成为当地第一批获得该国国家奖学金的海外留学生。不到3年时间,他便获得了莫纳什大学的博士学位,博士毕业后,他将研究方向定位在天然高分子改性加工领域,在用淀粉替代塑料方面取得重要突破,被业界誉为“淀粉人”。

“搞科学思路一定要广,要善于引而申之,触类旁通”等理念,一直贯穿了余龙的职业生涯。在澳大利亚科学院工作期间,他主攻生物降解包装材料的研制。

初期,余龙对淀粉的结构、流变性能、热性能做了大量研究,但一直未找到对淀粉分子进行改性以防止变脆的有效方法。而与其合作的一位研究员无意中提供了一条有益线索。原来,番茄酱在制作过程中同样遇到类似问题:如果番茄酱黏稠度不够,就会与水分离,番茄酱会沉淀在调味瓶底部;假如番茄酱里的淀粉太黏稠就会结晶变成胶体,这样番茄酱又难从瓶子中倒出。在食品行业,这一难题已通过特殊化学手段解决了。余龙听说后,立即参考番茄酱的加工工艺和改性方法,研制出了降解包装材料中稳定淀粉属性的新方法。2006年,他在世界上首次成功研制并产业化全淀粉可生物降解塑料包装材料。在这项创新成果的技术支持下,一家生产可降解包装材料的企业诞生了,该企业生产糖果、饼干和巧克力等食品的内包装,如今已在伦敦上市。

专注研发:新材料能“吃”能“玩”还能用

从澳大利亚科学院回到华南理工大学工作后,余龙又陆续开发出全淀粉可生物降解的快递缓冲(泡沫型)包装材料、药品胶囊、环保型保水缓释化肥包裹物等国际新型产品。

在余教授的实验室里,放着十多个透明袋子,里面装着一颗颗五颜六色的小圆柱体。这些材料既能吃,又能玩,还能用。近几年,中国的快递业发展迅猛,在运送快递的过程中,不可避免地需要大量使用缓冲(泡沫型)包装材料。以石油基塑料泡沫为主的缓冲包装,为环境保护带来了极大负担。余龙利用其独创的“全淀粉可生物降解塑料”生产工艺,和自主研发的加工装备——反应型挤出加工体系,制造出全淀粉、可降解的环保缓冲包装材料,同时对传统发泡装备进行小型化和智能化设计,极大地降低了运输和贮存成本。

余龙解释,普通的泡沫塑料中98%是空气,运输时占据的空间大、成本高,一个大货车运输过程中装的绝大多数是空气。而研究团队将原来的巨型发泡装备重新设计成售价只需要6万多元的小机器,提供发泡前的颗粒原料,这样生产商可以根据需求,随时随地发泡使用,同时可以利用互联网技术建立一定范围的送货半径。他进一步说明:“由于这种材料完全由淀粉制成,可以用作动物饲料。同时,还可制成儿童玩具,用一个个的小圆柱体拼出各种造型,既安全又能激发孩子们的创造力。”

环保型保水缓释化肥包裹物是余龙的研发团队正在攻关的另一项产品。团队即将研制出新的“淀粉胶体”外壳,它一方面有保水性,可以吸收自身重量几百倍的水分,保证化肥施用过程中的最大效益。另一方面“外壳”本身又是可彻底生物降解的材料,杜绝了土壤的二次污染。

国际合作:担任中新国际联合研究院院长

2015年底,“中新国际联合研究院”落户在“中新广州知识城”,成为中国与新加坡在科技成果产业化、人才交流等方面的重要平台。华南理工大学和新加坡南洋理工大学是研究院的主要建设主体,余龙被委任为研究院院长。

余龙介绍,研究院定位为产业化平台,提倡与工业界合作,产业化的成效是项目成果评估的重要标准。目前研究院大多数立项的项目已得到工业界认可和合作伙伴的直接资金支持。

围绕广州市重点发展的产业,研究院一期建设包括了污染控制与环境修复、新能源、生物医用材料、食品营养与安全、人工智能、绿色建筑和智慧城市等6个研发平台,首批启动了23个产业化项目,其中16个是中新两国科技合作项目。

余龙说,中新国际联合研究院的一个重要工作就是要建立引进国外高校和科研单位应用型技术模式。“研究院正在寻找一个新模式,使得国外高校和科研单位的高新技术通过这个平台获得经济利益,同时提高中国高新企业的科技水平。第一是要打造孵化平台,共同孵化项目;第二是要通过成果产业化产生经济效益,建立互利模式。”余龙表示。

余龙

现任中新国际联合研究院院长,华南理工大学教授,博士生导师,澳大利亚MONASH大学名誉高级研究员。

本科毕业于华南理工大学。曾任澳大利亚科学与工业研究院材料研究所首席科学家,2002年被选为澳大利亚皇家化学学会Fellow。

2015年回国任广东省海外引进创新团队负责人。现担任6个SCI国际学术期刊的编委。

研究方向:

余龙近年来主要从事可再生资源高分子材料方面的研究,已经发表SCI收录学术论文160多篇,论文累计引用超过7800次(h-index47)。目前产业化8项科研成果,包括全淀粉包装材料和全淀粉药用胶囊等。

创新感言

“创新”应该指的是应用科学,应用科学和技术才是创新和发明的主力。而随着工业尤其是现代工业的发展,很多应用型科研就变得有明确的目标和清晰的目的性。所谓“创新”,需要具备非常规思维,能够“天马行空”,不走别人的老路。技术上投机取巧绝对不行,但在思路上要尽量广阔、多元,善于将各领域的知识点连接起来为科研所用。

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