巔峰對話:分析化學綠色技術范式提出者 劉成雁教授
金秋時節,第五屆全國樣品制備暨環渤海學術報告會在遼寧省丹東市成功舉辦。會議期間,分析測試百科網“巔峰對話”節目對話了中國儀器儀表學會分析儀器分會副理事長、遼寧省分析科學研究院原院長劉成雁教授。
在全球化的背景下,環境保護和可持續發展已經成為了全人類的共識。在這樣的大背景下,劉教授提出了分析化學綠色技術范式,旨在推動分析化學研究向更加環保、高效的方向發展。
中國儀器儀表學會分析儀器分會副理事長、遼寧省分析科學研究院原院長劉成雁教授
可能許多人不理解何為“范式”?
本篇我們一起看看劉教授如何釋義。
在這次對話中,劉教授不僅為我們詳細解讀了綠色技術范式的核心理念,還分享了他在推動這一范式過程中的寶貴經驗和對未來的展望。
Q1:劉教授,您首次提出分析化學綠色技術范式。能否為我們詳細解釋一下分析化學綠色范式的核心概念。您認為分析化學綠色范式在當前環境保護和可持續發展中扮演著怎樣的角色?它如何與當前的可持續發展目標相結合?
答:范式理論是由美國科學史學家、科技哲學家托馬斯·庫恩在1962年出版的《科學革命的結構》一書中首先提出來的。他是在研究科學發展歷史時發現,科學的發展不是直線式的,而是其中有著變化規律的,既存在著“范式”和“范式轉換”的。之所以用“范式”這一新詞,按托馬斯·庫恩說的,是他找不到一個原有的詞能夠描述這一規律,所以用了“范式”(Paradigm)這個詞。它是指同一范式的科學共同體是具有共同的理念、價值觀、方法、標準、儀器、技術,開展科學活動。簡單的,也就是說有共同的理想信念、價值觀,用共同認同的方式方法開展科學研究工作。
分析化學綠色技術范式是指,具有對綠色發展、自然界是人類 “母親”、要為人類永續發展服務等的高度認同,研究開發綠色發展相適應的方法技術與儀器設備,在這些基礎之上開展科學研究活動。當前,分析化學和其他學科一樣,都經歷了“快速發展”、“高速發展”到現在的“又好又快發展”、“綠色發展”、“高質量發展”,到未來的“生態發展”這樣的過程。
分析化學綠色技術范式如果能夠成功的轉換,必將會凝聚優秀的科研力量和資源,為可持續發展,服務未來產業起到積極的促進作用。大家都知道,去年的9月7日,習近平總書記在東北考察時提出了新質生產力這一新的概念。今年的1月31日中央政治局第十一次集體學習,習近平總書記作出重要講話時說到,綠色發展是高質量發展的底色,新質生產力就是綠色生產力。所以我們要努力加強學習,積極推進分析化學范式的綠色轉換,以適應服務新質生產力、高質量發展和未來產業的迫切需要。
Q2:在推動分析化學綠色技術范式的過程中,遇到了哪些困難?如何克服這些困難的?
答:我們努力工作是為了什么?不就是為了子孫后代能夠永續健康的發展。當我們的目標偏離了這一根本,實際上沒有了任何的意義。在推動分析化學綠色技術范式轉換的過程中,遇到的最大的困難是把綠色發展與分析化學的研究質量對立起來,有一種很無知的論調,要綠色就要犧牲分析測試結果的準確性、穩定性等等。實際上,自然界蘊藏的規律一定是最好的探索自然的方法也是最綠色或綠度最高的方法,只是當前這些科學的真知還沒有被完全發現,這也正是我們這些科技工作者們應該齊聚在這個范式下所要做的工作。
Q3:如何看待當前分析化學領域在資源消耗和環境影響方面的現狀,以及綠色技術范式如何幫助改善這一現狀?
答:僅就2023年國家市場監督管理總局對檢驗檢測市場服務的統計報道來看,2023年全國實現了營業收入是4670.09億元,納入統計分析的53834家機構,其營業收入已經超過了幾個省份全年的GDP總額,但是對能源的消耗、水資源的消耗、化學品和危險化學品的消耗、對環境的污染是怎樣的?不得而知。我們全國還有大量的從事化學分析測試的實驗室、研究型的、教學型的、生產監測型的、服務型的,他們全年工作能耗、水耗、試劑消耗、環境污染是怎樣的哪?沒有官方的報導,這應該是我們每個分析化學工作者都應該非常重視的問題。我們要加快我們本學科的綠色技術范式的轉換,服務新質生產力、服務綠色生產力和未來產業。
Q4:相關一些成功的案例,說明如何將綠色技術范式應用到實際的分析化學工作中?
答:我們在積極推進分析化學綠色實驗室管理工作,可喜的看到,近幾年來,有的地方也出臺了地方標準和地方團體標準,正在積極從實驗室管理角度推進綠色實驗室建設。有的儀器企業,積極推進可提高產品綠度的工作,如丹東百特儀器公司對產品的綠色包裝,在國際市場上得到了很好打贊許;北京海光公司的直接進樣測汞儀;幾個質譜儀器企業大力開發不用樣品制備的方法和儀器,等等。這些都能看出,我們整個領域都在起步朝著綠色發展的方向邁進。
Q5:分析化學綠色技術范式對于分析儀器的發展有哪些具體的要求和影響?
答:未來儀器發展,可能一種是用于檢驗檢測技術服務,這種儀器根據需求和綠色管理,需要大量的是現場的、原位的、非接觸式的、在線的、便攜的等等小型的甚至是微型的儀器,比如說關亞風老師的太空實驗艙,就是原位、在線、實時的氣相色譜等。這些儀器要加強綠色設計,可拆分、可替換、可回收、方便再制造和在役再制造,還有一個應該注意的是,可以不用一次資源原材料的,要用循環資源或再制造的資源,如:用于形體穩定的和位置穩定功能的非關鍵部分,盡可能用循環資源。高度文明的科學儀器設備要推動經濟社會文明發展。另一類,主要是用于少部分科學家,探索科學奧秘用的科學儀器。
Q6:未來分析化學綠色范式的發展將面臨哪些新的機遇和挑戰?
答:我們分析化學也正像習總書記說的那樣,正處在百年未有之大變局的關鍵時期,我們要積極行動,迎頭趕上。積極研究,發現和創造新賽道,積極開展工作,為人類文明社會提供解決問題的新的科學方案。
Q7:在推廣分析化學綠色技術范式的過程中,學術界、企業及相關單位等,各自應該承擔哪些責任?
答:同一個范式,是同一科學共同體,這不是行政安排,它是由有共同信仰、信念、價值觀的科學工作者聯合一起,和諧、協調組織開展工作,他是需要從供應鏈和產業鏈集聚各方力量在一起開展工作的。
Q8:對于年輕的科研人員和學生,有哪些建議,以幫助他們更好地理解和應用分析化學綠色范式?
答:年輕真好啊!人的最大財富資源就是生命,年輕就意味著你的財富就越多,工作的時間就更長。我建議,也是互勉。我們要想馬克思說的那樣:“科學絕不是一種自私自利的享樂。有幸能夠致力于科學研究的人,首先應該拿自己的學識為人類服務。”我們也要向我們的老前輩國家科技功勛獎獲得者張存浩老先生學習,他在2014年獲得2013年度國家最高科學技術獎時說:從青年時代起自己最大的科研人生理想就是報國,國家的需要,就是我的研究方向!我們國家在建設社會主義現代化強國進程中,在實現中華民族偉的的復興夢的過程中,需要成千上萬、千千萬萬的青年人才。通過對綠色技術范式的研究學習,我們就會知道了什么該做、什么不該做,把寶貴的生命財富用到為人類社會永續發展的科學技術研究與應用中去!
后記:劉成雁教授的見解和經驗對于推動分析化學領域的綠色轉型具有重要的指導意義。他對于年輕科研人員的鼓勵和期望,更是激勵著新一代的科研工作者以更加負責任的態度投身于科研工作,為實現社會的可持續發展貢獻自己的力量。分析化學綠色技術范式不僅為分析化學領域帶來了新的發展方向,更為實現綠色化學的目標提供了有力的支持。我們相信,通過這樣的交流和分享,能夠讓更多的人了解到綠色化學的重要性,并且加入到推動綠色化學發展的行列中來。
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