央廣網(wǎng)北京10月25日消息（總臺中國之聲記者鶴佳）據(jù)中央廣播電視總臺中國之聲《新聞超鏈接》報道，10月22日，中國科協(xié)發(fā)布了2023重大科學問題、工程技術(shù)難題和產(chǎn)業(yè)技術(shù)問題。人工智能、新能源、高性能材料、生命科學等領(lǐng)域的重大問題受到關(guān)注。

　　其中多項難題涉及化學和材料科學，比如，前沿科學問題“影響高性能纖維發(fā)展的基礎(chǔ)科學問題是什么？”工程技術(shù)難題“如何突破新能源廢料清潔高值化利用？”產(chǎn)業(yè)技術(shù)問題“如何高值利用有機污染化工廢鹽，推動化工產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展？”這些問題難在哪？怎么解？

　　高性能纖維研究為啥難？

　　前沿科學問題中提到“影響高性能纖維發(fā)展的基礎(chǔ)科學問題是什么？”中國科學院自然科學史研究所特別研究助理、科普作者孫亞飛介紹，高性能纖維在日常生活中較為常見，比如自行車的碳纖維、制作防彈頭盔的芳綸和凱夫拉等等。這些材料都有相似的特點：質(zhì)地輕、強度大。

　　目前，我國已有一些工廠能生產(chǎn)這些高性能纖維，但在這方面的基礎(chǔ)科學研究仍有不足。比如，究竟是何因素影響了纖維的各種性能？是工藝問題還是分子結(jié)構(gòu)的影響？盡管對這些問題已有相關(guān)的研究，但還不夠系統(tǒng)和深入。

　　高性能纖維發(fā)展的基礎(chǔ)科學問題之所以難，是因為其屬于化學的二級學科——高分子學科。高分子研究的對象通常由幾萬甚至上千萬個原子構(gòu)成，就像人多了難管理一樣，分子內(nèi)部怎樣結(jié)合？分子與其他分子之間又存在怎樣的相互作用？這些原理都非常復(fù)雜。

　　上世紀五六十年代，高分子科學慢慢從工廠走向?qū)嶒炇?，在如此長的時間里，科學家也在進行多方面的研究，但在整個科學界，對于高分子的研究依然不太深入。孫亞飛表示，此次在重大科學問題中提出高性能纖維發(fā)展的基礎(chǔ)科學問題，可以說是高瞻遠矚，有助于在接下來的科學研究中取得突破。

　　新能源廢料回收利用為啥難？

　　工程技術(shù)難題提到“如何突破新能源廢料清潔高值化利用？”孫亞飛介紹，新能源廢料不僅是電動車報廢的鋰電池，在科學層面，新能源廢料還有更廣泛的內(nèi)容。

　　比如，風能發(fā)電所用的風車葉片，這些葉片體積龐大，主要材料是環(huán)氧樹脂和玻璃纖維為基材的玻璃鋼，目前處理這類材質(zhì)的方式非常有限，無法通過焚燒的方式處理，只能想方設(shè)法將其作為建筑材料。再比如，光伏發(fā)電所用到的核心元件多晶硅，以及其他各種薄膜，這些材料老化后產(chǎn)生的廢料也是處理的大難題。

　　目前對于高價值利用新能源廢料已有一些技術(shù)路線，但普遍存在二次污染的問題。比如處理過程中使用到的酸和堿，這些物質(zhì)對環(huán)境存在污染，需要進行二次處理。在具體研究上也有其他可以進行的技術(shù)路線，比如利用離子液體，這種新型溶劑能夠?qū)⑽镔|(zhì)分離開來，且較為清潔。

　　孫亞飛表示，總體上看，技術(shù)路線可選的方向有很多，但從開始研究到最后真正應(yīng)用還有很長的路要走，也需要科研人員和工程人員共同努力。

　　有機污染化工廢鹽處理為啥難？

　　產(chǎn)業(yè)技術(shù)問題中提到“如何高值利用有機污染化工廢鹽，推動化工產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展？”孫亞飛介紹，有機污染化工廢鹽就是被有機物污染的化工廢鹽。在工業(yè)中用工業(yè)鹽最典型的例子是鍋爐房，通過加鹽使水軟化，不易產(chǎn)生水垢。這些鹽在用完后會以廢鹽的方式被淘汰，其中的氯化鈉會被其他鹽分所替代，引入一些有機物。

　　這類有機污染化工廢鹽處理起來更加復(fù)雜，同時帶來的污染也更為嚴重。如果只是無機鹽排入大海，影響的只是海水的鹽度。但如果是有機污染化工廢鹽排入大海，這些有機物可能變成藻類等細菌的食物，造成海水富營養(yǎng)化。如果有機物中含有磷和硫這類對生物生長非常關(guān)鍵的元素，甚至還會引起赤潮等嚴重的生態(tài)災(zāi)難。即便沒有排到大海，在內(nèi)陸的水體中也會帶來不可預(yù)知的風險。

　　目前的處理方法主要通過加入高錳酸鉀、鉻酸等強氧化劑，將有機物直接氧化分解，但這些強氧化劑本身也有很強的毒性。一些新的研究方向正在嘗試通過生物發(fā)酵的方式處理有機物，但大多數(shù)生物無法忍受如此高濃度的鹽，這些問題尚待解決。

　　孫亞飛表示，目前有機污染化工廢鹽的處理程度還非常有限，化工產(chǎn)業(yè)要想實現(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展，這塊硬骨頭必須啃下來，否則造成的污染生態(tài)系統(tǒng)無法承受。