張俐娜教授開創(chuàng)了一種完全嶄新的方法,利用“這種神奇而又簡單的水溶劑體系”,敲開了纖維素科學(xué)通往工業(yè)應(yīng)用的大門。
2025年夏,武漢大學(xué)實驗室內(nèi),研究人員正重復(fù)著一項“魔法實驗”:將尿素、氫氧化鈉和水配制的溶劑,預(yù)冷后投入廢棄的紙漿板……不到兩分鐘,頑固的纖維素迅速溶解為透明黏液。這項改變材料科學(xué)方向的“綠色技術(shù)”,由中國科學(xué)院院士張俐娜首創(chuàng),可將棉短絨、甘蔗渣、蝦殼、蟹殼、豆渣等廢棄物轉(zhuǎn)變成舒適面料、生物醫(yī)學(xué)材料等。這些材料廢棄后埋入土中,僅需兩個月便能被微生物完全分解。這項環(huán)保技術(shù),給人類生活帶來了很大進(jìn)步。
張俐娜的一生充滿傳奇:46歲才擁有自己的第一個燒瓶和試管;60歲開始攀登科研高峰;71歲成為武漢大學(xué)百年歷史上唯一的女院士,同年獲得國際纖維素領(lǐng)域最高獎—安塞姆·佩恩獎,她也是該獎首位中國得主!
命運轉(zhuǎn)折:從寒門少女到科學(xué)新星
1940年8月,張俐娜出生于福建光澤縣一個知識分子家庭。她的父親張國熊畢業(yè)于清華大學(xué),后任江西師范大學(xué)圖書館館長,母親則是當(dāng)?shù)卣J(rèn)真負(fù)責(zé)的中小學(xué)教師。
書香門第的熏陶,奠定了張俐娜的人生底色。初中時,張俐娜的身體較為虛弱。為了增強(qiáng)體質(zhì),她開始練習(xí)跑步,逐漸培養(yǎng)了對跑步的熱愛。進(jìn)入高中后,張俐娜不僅加入了田徑隊,還成為體操隊的一員。體育老師經(jīng)常安排她與男同學(xué)比賽,跑著跑著,很多男同學(xué)都跑不過她。后來,張俐娜還以江西省田徑第二名的成績,參加了在青島舉行的全國首屆少年運動會。在張俐娜看來,體育運動不僅沒有影響學(xué)習(xí),反而幫助她磨練了意志和毅力,鍛煉出了好身體。
張俐娜將運動場上的拼搏精神帶到了學(xué)習(xí)中,初一時她的成績并不突出,到初三畢業(yè)時,她的成績已躍升至上等水平。這不僅歸功于她的勤奮,還得益于她的學(xué)習(xí)方法—寫課堂筆記。課堂上,她認(rèn)真聆聽老師的講解,課后回憶一遍,將知識轉(zhuǎn)化為自己的理解,并用簡明扼要的語句總結(jié)記錄。
1955年夏天,剛初中畢業(yè)的張俐娜,毫不猶豫地填報了師范志愿。然而,她的這份志愿卻被初中班主任馬叔南“攔”了下來。在馬老師看來,理科成績出眾且發(fā)展全面的張俐娜,是當(dāng)科學(xué)家的“好苗子”。高中時期的張俐娜,在化學(xué)實驗中找到了畢生熱情。其中一項“銀鏡反應(yīng)實驗”讓她心馳神往:在試管中加入特定化學(xué)溶液,震蕩加溫后,試管內(nèi)壁竟能神奇地出現(xiàn)一層光亮如鏡的銀。這一奇妙現(xiàn)象,點燃了她探索未知世界的激情。
大器晚成:從一支試管到國際巔峰
46歲的張俐娜站在簡陋的實驗室里,手中握著她科研生涯的第一支試管。彼時,這位武漢大學(xué)昔日的優(yōu)秀畢業(yè)生,職稱仍是講師。在經(jīng)歷了蹉跎歲月后,才終于迎來她真正的科研起點。
中年起步的張俐娜面臨著雙重挑戰(zhàn):既要追趕國際前沿,又要克服國內(nèi)科研條件的不足。
1985年,轉(zhuǎn)機(jī)出現(xiàn)。張俐娜獲得日本政府學(xué)術(shù)振興協(xié)會獎學(xué)金,赴大阪大學(xué)做訪問學(xué)者。初到日本時,她一句日語都不會。憑著超強(qiáng)的自學(xué)能力,她拿著字典對著電視學(xué)習(xí),定期與房東太太對話練習(xí)。在日本的研究經(jīng)歷,讓她確立了影響一生的科研方向:生物質(zhì)資源天然高分子的開發(fā)與利用。
1993年,張俐娜創(chuàng)建了武漢大學(xué)天然高分子及高分子物理實驗室,并一直領(lǐng)導(dǎo)該實驗室的工作。2000年元月,60歲的張俐娜獲得國家自然科學(xué)基金重點項目資助,開始了纖維素新溶劑及材料的研究。
在科研道路上,她經(jīng)歷過常人難以想象的艱辛。有段時間,張俐娜在洛陽一家小公司做實驗時,設(shè)備簡陋不說,還經(jīng)常停電。2006年暑假,66歲的她在江蘇做低溫溶解實驗,為滿足溫度要求堅持深夜工作,全程守在現(xiàn)場。
12年潛心鉆研,終創(chuàng)“綠色魔法”。傳統(tǒng)溶解纖維素的方法依賴高溫加熱,不僅能耗高、成本大,還造成嚴(yán)重污染。張俐娜帶領(lǐng)團(tuán)隊嘗試了無數(shù)種方案后,終于在實驗中偶然發(fā)現(xiàn):用尿素、氫氧化鈉和水作為溶劑,預(yù)冷至零下12℃,可將頑固的纖維素在一兩分鐘內(nèi)迅速溶解。這項改變材料科學(xué)方向的“綠色技術(shù)”,可將農(nóng)林、海產(chǎn)品等廢棄物,變成高附加值的工業(yè)材料,給人類生活帶來很大進(jìn)步。這項突破被國際同行譽(yù)為“神話”。
2011年3月,美國圣地亞哥安塞姆·佩恩獎頒獎現(xiàn)場。全球120多位頂尖科學(xué)家齊聚一堂。已經(jīng)是七旬老人的張俐娜,因身體原因未能親臨現(xiàn)場,由女兒杜文征代為領(lǐng)獎,她自己只在視頻中露了個面。就這樣,張俐娜成為“安塞姆·佩恩獎”設(shè)立半個世紀(jì)以來第一位中國得主。71歲的張俐娜當(dāng)選中國科學(xué)院院士,成為武漢大學(xué)百年歷史上第一位女院士。面對榮譽(yù),她淡然表示:“我沒想過要當(dāng)大教授、大科學(xué)家,我只是每做一件事就要做好?!?/p>
精神永續(xù):愛的力量與“笨鳥”哲學(xué)
“我是一只笨鳥,之所以能飛得高,是因為付出了更多時間和精力。”張俐娜常這樣形容自己。在年過七旬仍堅持給本科生講授《高分子科學(xué)導(dǎo)論》的課堂上,她告訴學(xué)生:“中國人應(yīng)該做自己的創(chuàng)新工作。”
她鼓勵學(xué)生既要有原始創(chuàng)新,又要考慮應(yīng)用前景,“這樣才能對國家、對人民有用,也才會有科研激情和動力”。
“愛是我前進(jìn)的動力?!睆埨冗@樣總結(jié)自己的科研人生,“我們那時候的教育是愛祖國、愛人民、愛勞動、愛科學(xué),所以我從小就愛父母、愛師長、愛學(xué)習(xí)?!?2020年10月17日,張俐娜院士在武漢逝世,享年80歲。如今,在武漢大學(xué)的櫻花大道上,學(xué)生們每天匆匆走過。漸漸已經(jīng)少有人知道,那位總愛穿素色旗袍的女教授,曾在這里創(chuàng)造出怎樣的科學(xué)奇跡。張俐娜辦公室的筆記本靜靜躺在陳列柜里,頁角微卷,上面工整記錄著高分子溶解公式和實驗數(shù)據(jù)—那是她自創(chuàng)的“理解記憶法”的見證。
張俐娜生前常對學(xué)生說:“不要學(xué)兔子急功近利,要承受得起挫折,失敗了再做,從一點點進(jìn)步里去尋找快樂。”今天,她的“綠色溶劑”技術(shù)已走出實驗室,將農(nóng)業(yè)廢棄物轉(zhuǎn)化為環(huán)保材料,造福于人類。