陈学思院士:破局“白色污染”,他让中国在生物材料赛道上弯道超车

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发布时间:

2025-12-21


“这项技术要留在中国,服务中国的绿水青山。”陈学思院士拒绝跨国收购,三十年攻坚生物可降解塑料,让中国从“白色污染”困局中突围,如今聚乳酸产能占全球三分之一,从玉米到矿泉水瓶的绿色奇迹正在改变世界。

“让塑料从玉米中来,回自然中去。”

2015年,一家跨国化工巨头提出优厚条件,希望购买一项中国专利技术。这项技术能让塑料在自然环境中完全降解,市场潜力巨大。技术的主要发明人——陈学思院士,却平静地拒绝了:“这项技术要留在中国,服务中国的绿水青山。”

这不是他第一次放弃个人利益。作为中国科学院院士、中国科学院长春应用化学研究所研究员,陈学思三十余年深耕生物可降解高分子材料,带领团队不仅破解了“白色污染”困局,更让中国在“绿色塑料”的国际竞争中占据了关键位置。

01 科研转身:从“追赶”到“定义标准”

上世纪90年代初,陈学思在日本完成博士后研究。当时,国际生物材料领域方兴未艾,而国内几乎空白。摆在他面前的有两条路:留在国外继续已有的研究,或回国开辟一个全新方向。

“材料科学不能总跟在别人后面,要解决国家真正的需求。”陈学思看到了我国每年数千万吨塑料废弃物带来的“白色污染”之痛,毅然选择回国,瞄准了聚乳酸(PLA)这一全生物降解材料。

聚乳酸以玉米等可再生资源为原料,使用后能完全分解为二氧化碳和水。但当时的聚乳酸存在致命弱点:太脆、不耐热,连一杯热水都装不了,更别提大规模应用。

这是世界性难题。陈学思带领团队从分子结构设计源头攻关,创新性地提出“立构复合”思想——就像用不同排列方式的“乐高积木”组合,构建出更稳固的结构。经过上千次实验,他们成功制备出耐热温度超过120℃的高性能聚乳酸,一举突破了产业化的最大瓶颈。

国际同行惊讶于这一中国方案的精巧与高效。该成果获得2014年国家自然科学奖二等奖,更被写入多本国际经典教科书,中国科学家从此在生物材料领域拥有了“定义标准”的话语权。

02 产业突围:打通从“实验室”到“生产线”的最后一公里

在长春应化所的实验室里,陈学思常说一句话:“不能产业化的科研成果,就像没有落地的种子。”他不仅是科学家,更是身体力行的“工程师”与“推销员”。

2010年,他主导研发的万吨级聚乳酸产业化关键技术取得突破,但寻找第一家合作企业时却四处碰壁。传统塑料行业对新生事物充满疑虑,投资大、风险高。陈学思没有气馁,他带着样品,一家家工厂跑,一遍遍演示讲解。

“这是用玉米做的塑料袋,埋进土里半年后,你们看——”在一次重要的演示会上,他从土里挖出已碎裂降解的样品,现场瞬间安静,随后响起热烈掌声。一家有远见的上市公司最终被说服,投资建成了我国首条万吨级聚乳酸生产线,实现了从“0”到“1”的跨越。

如今,陈学思团队的技术已在全国建成数十条生产线,总产能占全球三分之一以上。从可降解购物袋、餐具到3D打印线材,从手术缝合线、骨科固定支架到药物缓释载体,中国的聚乳酸产品正走向千家万户和高端医疗领域。

“科学家要敢于跳进经济的海洋。”陈学思认为,只有形成“科研-产业-市场”的良性循环,才能真正驱动创新,为国家创造价值。

03 育人哲学:培养“顶天立地”的材料人

在吉林大学,陈学思主讲《高分子化学》课程,他的课堂永远充满奇思妙想。“高分子链就像人的性格,”他生动地比喻,“有的柔顺,有的刚直,排列方式不同,最终材料的性能就千差万别。”

他注重培养学生的“系统思维”和“动手能力”。实验室有个不成文的规定:每个学生不仅要会做实验、分析数据,还必须去一次合作工厂,了解自己研发的树脂如何在巨大的双螺杆挤出机中熔融、成型。“要知道理论如何变成产品,产品又如何接受市场的检验。”

他指导的一位博士生,在研发一种高强度医用材料时,力学性能始终不达标。陈学思没有直接给出答案,而是启发道:“想想荷叶为什么出淤泥而不染?它的微观结构给了你什么启发?”学生受此点拨,从仿生学角度调整了材料的多级结构,性能难题迎刃而解,该项成果后来成功应用于医疗器械。

多年来,陈学思为国家培养了百余名博士、硕士,其中多数已成为生物材料领域的科研骨干和产业中坚。他倡导的“产学研用”一体化培养模式,让学生们既具备探索前沿的“顶天”视野,也拥有解决实际问题的“立地”本领。

04 未来布局:绘制生物经济的中国蓝图

当选院士后,陈学思思考的维度更为宏阔。他积极参与国家生物基材料产业发展战略的制定,推动将“发展生物制造”列入国家顶层设计。

“石油经济的时代,我们曾是学习者;生物经济的时代,我们必须成为引领者。”在他看来,以聚乳酸为代表的生物基材料,不仅是环保命题,更是关乎能源安全、乡村振兴和产业升级的战略命题。

他前瞻性地布局了下一代生物材料的研究:更高效的催化剂体系、可调控降解周期的智能材料、用于组织修复的生物活性材料……在他的带领下,长春应化所建立了从基础研究、关键技术到产业示范的完整创新链。

2021年,国家发改委、工信部联合发布《关于推动生物降解材料产业发展的指导意见》,其中多处体现着陈学思等科学家的战略建议。中国正以其庞大的市场和应用场景,为全球绿色材料的发展提供“中国方案”和“中国标准”。

在陈学思办公室的橱窗里,并排陈列着两样东西:一瓶金黄色的玉米粒,和一个由聚乳酸制成的、完全透明的矿泉水瓶。这两样物品,无声地讲述着一位科学家如何用三十年的坚守,将一颗种子,点化成一片产业森林,更为国家的可持续发展,开辟出一条绿色的新航路。(来源:古藤说说)

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