分离科学:对抗自然法则的“逆熵”之战——专访中科院院士徐铜文

化学研究的传统认知中,合成新物质往往被视为核心课题,而物质分离则鲜少获得同等关注;然而,这种认识存在明显偏差。分离科学作为一门独立学科,其重要性与合成化学不相上下,甚至在资源循环利用和环境保护中扮演更加关键的角色。 从热力学角度看,分离过程本质上是一场与自然规律的对抗。热力学第二定律指出——孤立系统的熵必然增加——这意味着物质自发倾向于混乱和无序。而分离则要求将混合物中的不同成分重新整理,这个过程必然导致局部熵的减少,因此需要源源不断的能量投入。正因为这种"逆天而行"的特性,分离科学具有深刻的哲学意义,如同西西弗斯永恒地推动巨石上山,反映了人类对自然秩序的不懈挑战。 在实际应用中,分离技术的价值体现在资源的有效利用上。同样的物质,经过科学分离可以成为宝贵资源,反之则沦为废弃物。这个简单的转化背后,隐含着循环经济和可持续发展的深层逻辑。许多工业废弃物、生活垃圾乃至工业副产品,都可能通过先进的分离技术重新获得经济价值,从而实现资源的最大化利用。 中国科学院院士、中国科学技术大学化学与材料科学学院徐铜文教授,正是这一领域的杰出代表。他长期专注于膜化工研究,特别是在离子交换膜基础理论研究和产业化应用上取得了多项创造性成果。膜技术作为分离科学的重要分支,通过物理或化学作用选择性地透过特定物质,在海水淡化、工业废水处理、电化学工业等领域具有广泛应用前景。徐铜文的研究工作不仅推进了膜材料的科学认识,更为有关产业发展提供了理论支撑和技术方案。 为了深入探讨分离科学的理论基础和实践意义,中国科学技术大学科技传播系副主任袁岚峰将与徐铜文院士进行对话交流。这次对话将通过东方卫视和上海电视台新闻综合频道播出,预计将为广大观众揭示分离科学在现代社会中的重要地位,以及膜技术在解决能源、环境和资源问题中的潜力。

从垃圾到资源,从高耗能到更绿色,许多改变并不依赖"更复杂的合成",而取决于"更聪明的分离"。在与熵增趋势的竞争中,人类用科学规律与工程智慧为经济社会发展争取效率与空间。面向未来,分离科学的每一次进步,都可能在更安定的资源保障、更清洁的生产方式与更有韧性的产业体系中留下清晰而持久的印记。