開(kāi)發(fā)出高于95%高純度高鐵酸鹽制備技術(shù)，優(yōu)化城鎮(zhèn)水廠飲用水處理工藝，深度升級(jí)改造節(jié)地型水廠……在上海理工大學(xué)環(huán)建學(xué)院，有這樣一位“六邊形教師”李聰，她致力于在教學(xué)、科研中寫(xiě)好“水文章”，用清澈的“小水滴”書(shū)寫(xiě)環(huán)?！按笄閼选保詫I(yè)之力回答“如何創(chuàng)新”的時(shí)代之問(wèn)。
環(huán)境與建筑學(xué)院 李聰教授
創(chuàng)新是什么？是敢于反其道而行之
不同于其他元素和價(jià)態(tài)，紫黑色的高鐵酸鹽(K2FeO4)是一種六價(jià)鐵鹽，具有很強(qiáng)的氧化性，其適用的環(huán)境pH范圍較廣，在酸性環(huán)境和強(qiáng)堿性環(huán)境下均能夠高效去除有機(jī)和無(wú)機(jī)污染物，特別是對(duì)常規(guī)工藝中難以處理的水中可溶性有機(jī)物有一定效果，具有成為新型綠色水質(zhì)處理劑的巨大潛力。然而，雖然自上世紀(jì)七十年代就被“正式掛牌”研究，但其難以高純度制備、難以工業(yè)化批量生產(chǎn)等問(wèn)題勸退了許多研究者，但是李聰教授卻反其道而行之，偏要啃下這塊“硬骨頭”，多年來(lái)在高鐵酸鹽領(lǐng)域展開(kāi)深入研究，最終成為能夠以高于95%高純度制備高鐵酸鹽的“第一人”。
“為了保證實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)確性，對(duì)高鐵酸鹽的純度有著極高要求，我們研究所用材料都是在實(shí)驗(yàn)室制備的，不敢有半分馬虎。”一次不行，再來(lái)一次，就這樣，李聰帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)進(jìn)行了上千次的控制變量試驗(yàn)。在李聰教授看來(lái)，新型數(shù)字技術(shù)的發(fā)展極大提高了實(shí)驗(yàn)的科學(xué)性，但要將做出來(lái)的數(shù)據(jù)建模仿真運(yùn)行，還是要團(tuán)隊(duì)自己來(lái)探索。因此，“學(xué)無(wú)邊界”成了李聰及團(tuán)隊(duì)的日常，在每天的實(shí)驗(yàn)時(shí)間外，她還帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)學(xué)習(xí)新興的機(jī)器學(xué)習(xí)原理、圖像分析技術(shù)，弄懂弄通之后再把它們運(yùn)用到實(shí)驗(yàn)和水廠運(yùn)行工藝?yán)锶ィ鲎渤鰟?chuàng)新的火花。
李聰指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)
在不懈堅(jiān)持下，團(tuán)隊(duì)不僅創(chuàng)新性地開(kāi)發(fā)了高純度高鐵酸鹽的制備工藝，還研究出了一系列高鐵酸鹽改進(jìn)工藝，包括包覆技術(shù)、高鐵酸鹽聯(lián)用技術(shù)、利用機(jī)器學(xué)習(xí)優(yōu)化水廠加藥技術(shù)等，在國(guó)內(nèi)外重要學(xué)術(shù)期刊和國(guó)際會(huì)議論文集上發(fā)表論文130多篇，獲國(guó)家發(fā)明專利和實(shí)用新型專利40余項(xiàng)以及中國(guó)發(fā)明協(xié)會(huì)創(chuàng)新獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)。
李聰團(tuán)隊(duì)科研成果獲上海市優(yōu)秀發(fā)明選拔賽優(yōu)秀創(chuàng)新金獎(jiǎng)
創(chuàng)新為了什么？是源源不斷地用之于民
“水是我們生活中最常見(jiàn)的物質(zhì)，但它里面的學(xué)問(wèn)可不小。”李聰說(shuō)道，“我們不僅要會(huì)做研究，還要走出實(shí)驗(yàn)室，深入了解和‘水’有關(guān)的一切，做推動(dòng)研究成果和產(chǎn)業(yè)需求無(wú)縫銜接的‘橋梁’?！币虼?，李聰帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)一方面從事高鐵酸鹽的制備及其在去除特征污染物上的應(yīng)用，另一方面還深耕給水管網(wǎng)系統(tǒng)中污染物降解、漏損以及副產(chǎn)物遷移轉(zhuǎn)化等研究，全方位攻克水治理難題，守護(hù)健康中國(guó)。
隨著現(xiàn)代工業(yè)的推進(jìn)，污染物遷移和變化也導(dǎo)致新的水污染問(wèn)題層出不窮，對(duì)生活用水水質(zhì)的把控也就成了重中之重。對(duì)此，李聰團(tuán)隊(duì)和上海市政工程設(shè)計(jì)研究總院(集團(tuán))有限公司合作開(kāi)發(fā)了針對(duì)水源地污染的節(jié)地型水廠集成技術(shù)，不僅能有效降低水耗、濾料和藥劑損耗，提高了處理效率，還減少了水廠的用地面積，實(shí)現(xiàn)了水處理工藝節(jié)能降耗和給水廠污泥減量化。最終，團(tuán)隊(duì)?wèi){借項(xiàng)目“面向水源地污染的節(jié)地型水廠集成技術(shù)及應(yīng)用”，獲“第三十五屆上海市優(yōu)秀發(fā)明選拔賽優(yōu)秀創(chuàng)新金獎(jiǎng)”，相關(guān)研究成果已推廣于西安、杭州、常州、上海、青島、鄭州、蘇州和湖州等地，出廠水水質(zhì)不僅達(dá)到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，生物穩(wěn)定性、口感等提升明顯，而且大幅減少土地征用投資和建設(shè)成本。
“我們無(wú)論怎么開(kāi)展創(chuàng)新研究，歸根結(jié)底還是要為了老百姓的健康。”在水廠進(jìn)行水質(zhì)測(cè)試時(shí)，李聰還發(fā)現(xiàn)，用含氯消毒劑對(duì)水消毒時(shí)，余氯的存在，不僅會(huì)在一定程度上導(dǎo)致脫發(fā)，而且處理過(guò)程中產(chǎn)生的鹵代副產(chǎn)物可能會(huì)對(duì)人體的肝臟細(xì)胞造成損傷。由此，實(shí)用的除氯花灑、降低40%濁度的管道過(guò)濾器和高效的降氨氮生物菌劑等多項(xiàng)專利環(huán)保產(chǎn)品，在李聰?shù)耐苿?dòng)下，從實(shí)驗(yàn)室走上了“貨架”，讓科研成果有了更環(huán)保更“實(shí)用”的意義。
怎么持續(xù)創(chuàng)新？是一言一行傾囊相授
“哈哈哈……哈哈哈……”在環(huán)建學(xué)院322辦公室，時(shí)常能聽(tīng)到李聰爽朗的笑聲，10平方不到的空間里，“擠”著她的辦公桌和專門(mén)設(shè)置的7個(gè)學(xué)生工位。在博士生章凱看來(lái)，每天能和老師隨時(shí)隨地探討學(xué)術(shù)問(wèn)題、暢聊生活感想，這溫暖的時(shí)光照亮了團(tuán)隊(duì)每一位學(xué)子的成長(zhǎng)路。
李聰與學(xué)生探討學(xué)術(shù)、暢聊生活感想
2024屆畢業(yè)生朱祈嘉在大三時(shí)進(jìn)入李聰教授團(tuán)隊(duì)，參與了供水水質(zhì)優(yōu)化、能源消耗優(yōu)化等相關(guān)課題，如今成功拿到免試直升華東師范大學(xué)名額的她回憶起進(jìn)組的經(jīng)歷感慨頗多：“實(shí)驗(yàn)進(jìn)行過(guò)程中，經(jīng)常會(huì)遇到各種預(yù)料之外的問(wèn)題，李老師耐心指導(dǎo)，解決這些問(wèn)題不僅鍛煉了我的應(yīng)變能力和創(chuàng)新思維，而且通過(guò)參與實(shí)驗(yàn)產(chǎn)出的學(xué)術(shù)論文、發(fā)明專利及科研項(xiàng)目等成果，成為了我大學(xué)生涯的重要加分項(xiàng)。李老師不僅是我學(xué)術(shù)上的引路人，更是我生活中的良師益友，是我職業(yè)發(fā)展道路上的明燈?！?/p>
李聰在對(duì)團(tuán)隊(duì)強(qiáng)調(diào)嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真的同時(shí)，拒絕“無(wú)效內(nèi)卷內(nèi)耗”。她一邊甘為人梯，帶領(lǐng)學(xué)生走訪龍頭企業(yè)、前往海外高校學(xué)習(xí)互訪、邀請(qǐng)國(guó)內(nèi)外知名學(xué)者專家作報(bào)告，把“手藝”傾囊相授；一邊又勇?lián)氊?zé)，致力于優(yōu)秀教材的編寫(xiě)，先后出版了英文教材《Applied Fluid Mechanics》（《應(yīng)用流體力學(xué)》）和中文教材《綠色新型水處理劑高鐵酸鹽的制備及應(yīng)用》兩部教材，助推國(guó)家級(jí)一流專業(yè)群建設(shè)。
談及接下來(lái)的“小目標(biāo)”，李聰教授表示將創(chuàng)新開(kāi)展醫(yī)工交叉領(lǐng)域研究，致力推動(dòng)高鐵酸鹽作為靶向藥物提升癌癥的可治愈性。所傳所授具成秋實(shí)，所究所研皆為民生，“六邊形教師”李聰，將繼續(xù)在這份她所熱愛(ài)的事業(yè)里發(fā)光發(fā)熱。
供稿：新聞中心
文：董真、徐煜
圖：王博
