随着我国经济的快速发展,物质需求被充分满足,人们的生活水平大幅提高。但是,在诸多优越性的背后,却有一个不容忽视的负面影响——环境污染。因此绿色可持续发展便是中国解决环境和发展问题的必然选择。为解决污染和发展的矛盾,科研工作者研究物质的性质、组成、结构、变化和应用,绿色化学,应运而生。 作为绿色化学的探索者,刘畅瑶深知,绿色化学在可持续发展中起到的积极作用,而这也成为了她,持续研究探索的动力,深耕探索后的她,也在该领域取得了不斐的成绩。她所掌握的化学捕集法,为绿色化学的发展做出了突出贡献,其中,最具代表性的就是油脂酰基氨基酸型表面活性剂系列。
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表面活性剂的创新与突破 众所周知,开发高效、绿色、安全的表面活性剂是行业发展的主导方向;同时,寻找无毒无害的原料,发展环境友好的工艺,实现绿色化学的目标,也是表面活性剂研究的重点内容。从分子结构出发设计合成以生物质资源为原料的绿色安全型表面活性剂具有重要的理论及实际意义。在所有新型绿色表面活性剂的品类中,酰基氨基酸型表面活性剂的结构最为丰富,前景最为广阔。 刘畅瑶所在的北京工商大学界面化学课题组,采用国产非食用油脂替代进口及食用油脂直接与氨基酸反应,合成了一系列的油脂酰基氨基酸型表面活性剂,取得了突破性的进展。 刘畅瑶所掌握的化学捕集法研究氨基酸型表面活性剂中的离子特异性效应-科技,为酰基氨基酸盐有序结构的转变研究提供分子水平的依据。 离子特异性效应,是广泛存在于各种生命和化学体系中的,无法被经典的电解质理论所解释的一种特殊规律。由于在分子水平上对蛋白质体系中离子特异性效应的直接解析颇为复杂,研究者常利用一些具有酰胺基团的有机小分子作为蛋白质体系的分子模型。酰基氨基酸型表面活性剂不仅在形式上同样具有酰胺键、羧酸根和其他侧链基团,更具有自组装为有序结构的性质,可用于模拟蛋白质的结构转变,达到一般有机小分子无法完成的“形神兼备”的效果。 本科技对酰基氨基酸型表面活性剂体系中的离子特异性效应进行了较为深入的研究,阐述了离子特异性效应对该体系自组装、表面活性和泡沫等性质的影响。为在分子水平上阐释该体系有序结构转变过程,利用化学捕集法和分子动力学模拟的手段着重研究了体系有序结构表面化学组成变化中的离子特异性效应。 研究认为有机铵盐的添加破坏了分子之间的氢键作用,增加了界面区域水分子浓度,从而增加界面曲率,诱导囊泡-胶束转变过程。所有的研究手段都一致证明反离子诱导有序结构转变的能力随着其尺寸和疏水性的增加而增加,且遵循Hofmeister序列。 研究可为实现对酰基氨基酸型表面活性剂有序结构形态的精确调控和在分子水平解析蛋白质体系中的离子特异性效应提供理论依据,同时也为化学捕集法的进一步开发和广泛应用提供了理论支持。 海阔凭鱼跃,天高任鸟飞。在绿色化学的世界里,刘畅瑶一直从实际需求出发,脚踏实地,深耕探索。 现在,刘畅瑶致力于利用化学捕集法研究表面活性剂有序结构溶液和乳液分散体系中的一些基础理论问题,在研究中逐步建立有序结构界面区间上的离子对/水合模型。在基于有序结构表面浓度变化的盐引发AOT水溶液中的胶束-囊泡转变研究;基于有序结构表面浓度变化的醇引发CTAB水溶液中的胶束-囊泡转变研究;阳离子型Gemini表面活性剂体系中的Hofmeister效应研究领域获得了重大突破。 这就是刘畅瑶,一位开拓创新的探索者。值得关注的是,作为科研人的她,身上还肩负起了另一项重任——教书育人。“科研很重要,但传承同样重要。”所以,在科研探索的同时,她,成为了一名师者。 立德树人的新“三观”说 “越是科技发达的时代,越需要立德树人。”这就是刘畅瑶眼中的职业操守。为此,她,总结了新的“三观”说。 教育观。我国高等教育已迈进了大众化发展阶段,学校在培养目标、教育规格、教育对象、就业途径、社会适应面、质量标准等方面都有新的要求,大学生的年龄结构、心理素质、思想认识等也发生了较大的变化。刘畅瑶认为,每个学生的心灵深处,都有一根独特的琴弦,一经拨动就会发出一种独特的音响。因而,作为在高校的师者,既要认真传承师者精神,也要做好学生成长的引路人。 做人是立身之本,是根本性的。如果重智轻德,就会造成学生的片面发展。发展下去就会造成有智商没有智慧,有知识没有文化,有文化没有修养,有欲望没有理想,有目标没有信仰的危险局面。因此,培养学生爱国情怀、社会责任感、创新精神、实践能力,至关重要且缺一不可。 人才观。在当今社会,人才的重要性是不言而喻的。因此,培养人才,是教育的首要任务。但每个学生都是不同的,于是因材施教,成为师者培养人才的关键。当然,在创新为主题的今天,如何培养学生的创新意识和创新能力,也是教育的重中之重。重视课程前沿引领,支持和指导研究生将科研成果转化应用,推动产学研用紧密结合,提升创新创业能力,是当今时代的师者的使命和重任。 质量观。这一点主要是围绕师者展开的。如果一位高校教师,专业知识不强,又缺乏责任心,怎么能培养出卓越的人才呢?所以,打铁还需自身硬,律人还需先律己。只有师者不断的提高自己的创新意识,不断更新自身的专业知识和教育水平,才能培养出社会需要的高科技人才。 无论是科研,还是立德树人的“三观”,刘畅瑶都认真对待,未来的她,将继续在两个领域,兢兢业业,披荆斩棘,继续为中国的绿色化学发展,添砖加瓦,贡献力量。 专家简介
刘畅瑶,北京工商大学轻工科学技术学院副教授,兼任北京大学邯郸创新研究院专家、《精细化工》青年编委、《中国洗涤用品工业》青年编委、学术桥评审专家。主要从事基于化学捕集法的表面化学剂体系中离子特异性效应和有序结构转变研究,氨基酸表面活性剂的合成、性质与应用研究工作。
近5年来,主持国家自然科学基金青年科学基金项目、北京市自然科学基金青年科学基金项目、北京市属高校优秀青年人才培育计划项目、北京市教委科技计划一般项目和北京工商大学青年启动基金各1项,作为骨干参与了国家重点研发计划和国家自然科学基金面上项目等研究;以第一或通信作者发表SCI期刊论文10余篇,其中3篇文章被选为封面或封底文章发表;2019年入选北京市海外高层次人才(青年项目)。
责任编辑:赵娜