研发高性能材料服务生态修复

记新晋中国工程院院士、上海大学环境与化学工程学院教授吴明红

发布时间:2022-01-05

53岁的上海大学环境与化学工程学院教授吴明红,是2021年上海6位新晋工程院院士中年龄最小的,也是在沪最年轻的工程院院士。20多年来,吴明红带领团队开启核技术在环境保护领域的创新应用,研发高性能碳基环境功能材料用于环境治理和生态修复,致力以科技创新守护绿水青山。同时,她还积极推动科学创新成果的转化落地,相关成果已成功应用于船舶、化工、核工业等重要工业行业的有机污染治理,还在新能源等领域服务民生。

吴明红有一份在外人看来十分耀眼的简历,科研生涯可谓一帆风顺:30岁被聘为副教授、上海射线应用研究所所长,34岁成为教授和当时中国最年轻的女博导之一,45岁担任上海大学副校长。如今,她又在当打之年当选院士。而这些耀眼的标签对于这位专心致志搞科研的女科学家来说,是一种水到渠成。

最崇拜的是居里夫人

吴明红出生在浙江东阳,从小在福建长大。她的科学启蒙来自于课本上那些大科学家。她曾经回忆说,自己从小就喜欢听科学家的故事,牛顿、爱因斯坦、居里夫人……当时觉得科学家都好伟大。其中最崇拜的是居里夫人,她是做放射化学、核物理和核化学的,所以对这个领域非常向往和好奇。

进入高中后,吴明红一门心思想考中国科技大学,因为那里有她的“偶像”居里夫人的专业——核物理。她的成绩一直都很好,是班上尖子中的尖子,理科成绩更为出色。1985年考大学填志愿时,她正想填报中科大核物理专业。然而,就在要上交志愿表之前,吴明红正巧又翻看到有一个“上海科技大学”(后于1994年并入新组建的上海大学),而且也有核技术应用专业。她不知这两所学校的关系,便去问老师。老师也讲不清楚,随口说了一句“这所学校可能就是中科大在上海办的一个分部”。因为这样一次阴差阳错,踌躇满志的吴明红稀里糊涂地考进了上海科大。当时的上海科大并未在知名大学之列,学科建设刚起步。巨大的反差令吴明红情绪低落,甚至一度有点自暴自弃。

就在吴明红消沉的这段时间,系主任和班主任老师看出了她的心思。他们早就发现吴明红是一棵学习的好苗子,荒废了就太可惜了。老师的贴心交谈、倾心鼓励使她很快重新找到了自己的定位,振作了起来。本科三年级时,吴明红便参加了一般要到研究生阶段才能参与的射线应用研究所工作。此后,她被保送留校读研,又到中科院上海原子核研究所攻读博士学位。

主动“跨界”创新的女科学家

在科研工作中,吴明红一直保持敏锐的科研“嗅觉”。捕捉国际前沿,勇于探索开拓未知的新领域,是她不断取得创新突破的“秘诀”。她说:“搞科研需要有一条道走到黑的毅力,只要路是对的,就不要怕路远,要在失败中获得新知。”

从求学时代起,吴明红就一直在环境保护领域主动“跨界”创新。

一说到核技术,给人印象更多的是核武器、核战争,也包括造福于人类的核能发电。但是很难想象,核技术也可以与环境保护产生联系。早在上世纪90年代攻读博士期间,她就曾2次作为访问学者赴日本原子能研究院开展合作研究,把目光转向辐射降解机理的研究,开始进入辐照技术在环境保护中的应用这一前沿研究领域。2004年,她带领团队利用电子束高能辐照降解,将难以降解的、持久性的污染物的稳定化学结构打断,最终转化成二氧化碳和水。基于该研究,她在国际上首次揭示和阐明难降解污染物的辐射降解机制,达到国际领先水平,为环境的综合治理,以及土地、水资源综合开发和利用等提供了科学依据,相关成果被广泛应用于钢铁,冶金、造纸等行业。

由于在难降解有毒污染物治理方面的贡献,吴明红获得2006年国家自然科学奖二等奖。2012年,她以“核技术环保应用”研究成果获得中国工程院光华工程科技奖,并当选为俄罗斯工程院、自然科学院外籍院士。

2010年,吴明红获得国家杰出青年科学基金的资助,但她仍不“知足”,继续向前沿领域进军。2017年,她又带领团队在石墨烯领域取得重大突破,研究成果“通过离子控制石墨烯氧化膜层间距实现离子筛分”在《自然》杂志上发表。该成果在国际上首次提出可通过溶液中的离子精确控制石墨烯氧化膜的层间距,控制精度达十分之一纳米。2019年1月,吴明红牵头完成的“石墨烯微结构调控及其表界面效应研究”获国家自然科学奖二等奖。

吴明红及其团队研制的碳基工程材料应用在环境多介质复合污染治理工程领域,助力重污染企业减排,为国家和地区经济社会发展守护绿水青山。不止于此,她的科研成果转化方向还包括新兴新能源节能减碳领域。

将科研梦想传递给学生

吴明红不但带领团队承担了多项国家和上海重大研究项目,也致力于把科研梦想传递给学生。虽然身兼学校副校长职务,但她依然活跃在教学一线,坚持给学生们上课。

在她担任主任的上海大学“有机复合污染控制工程”教育部重点实验室、“多介质环境协同治理”上海市工程技术研究中心里,她鼓励青年科研工作者大胆尝试,让那些甚至有点古怪的想法得到实践,使得学生充满学习的兴趣和动力。

吴明红的博士生施文彦曾获2006年上海市大学生创造发明一等奖,说起自己的老师,也是充满了感激:“我们在偶然的实验当中得到的一些结果,可能很多学生就会把它放过去。但是吴老师抓住了其中细微的不同点,鼓励我们继续朝着这个方向做下去,探究这个不同点的成因到底是什么。在这个过程中,我们确实发现了很多新的东西,而且经过几年努力,我们在这个方向做得也是非常好。”

吴明红经常勉励年轻人:“不要把卓越看得那么伟大,其实卓越的机遇就在身边,卓越的道路就在脚下。即使身在平凡的岗位,只要勇于试一试、跳一跳,就能收获不平凡的果实。”她还经常以过来人的身份去开导年轻人:“遇到失败不要怕,只要肯去面对的话,没有迈不过去的坎儿。”

年轻教师科研经费少,吴明红就鼓励他们报研究选题。如果课题有价值,她就会拿出自己的科研经费支持他们的基础研究。在她的支持和帮助下,许多老师申请到了国家863课题或国家自然基金项目。(作者:吴苡婷)

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