他们吃西瓜吃到“吐”

西湖大学理学院助理谈论员刘清路正在剥离西瓜皮。

正在解冻中的西瓜皮。

    尽管还是畴昔了3年，但西湖大学理学院副谈论员唐堂于今仍忘不了那年炽热的天气以及吃西瓜吃到“吐”的履历。

    近日，唐堂方位的西湖大学孙立成院士团队受植物中果胶通说念结构的启发，在学术期刊《动力与环境科学》上发表了一项垂死谈论效果——基于空间构型调控情势制备高性能阴离子交换膜，这种情势进一步拔擢了阴离子交换膜的孔结构稳固性、离子导电性和机械强度，在工业行使中颇有远景。

    这一垂死谈论，恰是源于3年前端午节的一个西瓜。此前，孙立成团队中，唐堂和西湖大学理学院助理谈论员刘清路等东说念主，便已受植物启发，在离子交换膜方面发表了好多科研效果，并请求了多个专利。

    3年前的端午节，西湖大学云栖校区门口已摆出了西瓜摊。其时如故西湖大学博士后的唐堂买了一个西瓜，为了快点吃上冰镇西瓜，便平直放在雪柜的冷冻层。然而，唐堂作念推行一忙起来就莫得停歇的时刻，西瓜被“凄凉”了几天。

    想起来的时候，西瓜还是被冻成“冰球”，想吃就需要先解冻。在解冻历程中，西瓜表皮十分狂妄地被剥落了下来，这引起了唐堂等团队成员的兴味。

    他们发现，解冻时，西瓜皮膜很容易剥落，况且可以大片取下。经过测试，剥落的西瓜皮膜力学性能也很好，“不是很容易被撕破”。洽商到西瓜含水量高，有可能是一个可以的离子传输膜，他们便使用西瓜皮膜替换东说念主工坐褥的膜进行测试。测试发现，西瓜皮膜居然能责任，且与一种东说念主工膜的性能进出无几。

    把二氧化碳复原成甲醇、乙酸、酒精等高附加值居品，其中枢部件便包含离子传输膜。这种膜的厚度一般在20-100微米之间，需要兼顾传输离子和透水的性能。找到一个相宜且高效的膜尽头垂死，其性能平直影响到动力疏导遵循和产物汇集资本，而西瓜皮膜就有成为这种中枢部件的后劲。

    有了这个测试死心，他们赶快向中国科学院院士、西湖大学考验孙立成申诉。孙立成以为这个发现很有创意，便荧惑谈论团队向西瓜皮“学习”，并将该技俩定名为“西瓜皮盘算”。

    随后，刘清路测试了不同表皮的性能。她领先尝试了西红柿的表皮，这种表皮很容易卷曲，况且稳固性不够，很丢丑管离子传输。谈论团队也使用了青辣椒的表皮，青辣椒表皮的最外侧有一层白色的膜，这层白色膜可以糟塌水分流失，但也糟塌了离子传输。在本色测试中，西红柿和青辣椒的表皮效果均欠安。

    谈论团队还使用多栽培物表皮进行谈论，临了发现西瓜皮最为相宜。

    期许的碱性电化学二氧化碳复原响应体系中的离子传输膜，要具备选拔透过性，就像一个“拦网”——让电解液中的氢氧根离子摆脱通行，却拦住阴极电解液中的二氧化碳液体产物——举例甲酸根、乙酸根、酒精等，从而镌汰区分资本。而西瓜皮膜恰巧具备这种神奇的智力。

    西瓜皮膜为何会出现这种离子选拔性？唐堂和刘清路等谈论东说念主员查阅府上，并找到人命科学学院特聘谈论员吴建随和李小波等大家学者，忍让请问。

    在不休的谈论、决策中，谈论团队发现这种优秀的离子传输特点，源自西瓜皮膜的细胞壁。他们通过多种表征本领妙技，锁定了西瓜皮膜细胞壁的主要身分，包括纤维素、半纤维素和果胶。其中纤维素有章程地枚举，酿成直径为2-5纳米的三维通说念，而果胶均匀填充了这个有章程枚举的三维纤维状通说念。

    等于这个特殊的结构，让西瓜皮膜具有极其优秀的离子传输性能。这种性能优秀到什么进度？谈论发现，在1摩尔每升的氢氧化钾中浸泡后的西瓜皮，其皮基层膜室温下的氢氧根离子的电导率，要优于1摩尔每升氢氧化钾水溶液自身的离子电导率，也等于说，西瓜皮膜不但起到区分作用，还能加快氢氧根离子的传输。

    此外，谈论还发现西瓜皮膜最外面的一部分是角质层，角质层会糟塌离子传输。谈论团队通过化学妙技将部分角质层移除。角质层部分移除后的西瓜皮膜，行动离子传输膜，其性能险些已与买卖中使用的离子传输膜相称。

孙立成团队的谈论员正在剥离解冻后的西瓜皮膜。

西湖大学理学院副谈论员唐堂正在作念推行。本组图片均由受访者提供

    谈论历程中，为了取得特别的推行材料，统统这个词谈论团队吃西瓜吃到快“吐”了。其后，他们去近邻的生果店，讨要果切剩下的西瓜皮。伴计们尽头疑心：“你们家里是养鸡了吗？”

    一来二去，伴计才赫然，西瓜皮居然成为特别的推行材料。于是，怜惜的伴计就主动帮推行室留着西瓜皮。

    推行中还有好多箝制，然而他们逐一克服。

    最终，西湖大学将来产业谈论中心、理学院孙立成团队在海外学术期刊《当然·通信》上发表了一项冲突性谈论效果。他们将西瓜皮膜行使在电化学二氧化碳复原响应中，展现出了不凡的性能，并在此启发下建议了一种构建新式离子传输膜的政策。

    至此，“西瓜皮盘算”取得了阶段性的效果，但濒临西瓜皮膜内犬牙相制的纳米级通说念，以及细胞壁中生物资的复杂结构和构成，谈论团队秉捏着对大当然的敬畏，依然不敢说还是全然了解西瓜皮膜的机制。

    跟着关于西瓜皮的潜入谈论，孙立成团队又在学术期刊《动力与环境科学》上发表了一项基于空间构型调控情势制备高性能阴离子交换膜的谈论效果，其他西瓜皮关连谈论效果也正在准备投稿。

    孙立成老是向团队的谈论东说念主员传递“借鉴当然”的不雅念。他屡次提到，当然界中有好多值得谈论的东西。

    “孙立成考验作念事情十分严谨端庄。”刘清路说，孙立成关于科研的条目尽头高，直到现时依然活跃在科研的一线教会学生推行，并对推行细节中粉饰的重点和新发现尽头机敏。

    在对西瓜皮的责任有一定意志后，孙立成也在念念考可以用什么植物的表皮进行推行。一天早上，他看到小区里有一派宽绰的芭蕉叶，他想知说念这片叶子是否会有离子传输功能，便跑到树下去看。但小区里不让摘，他就去河滨找，临了终于找到相宜的叶子，并带回推行室。

    孙立资本年60多岁，每天8点多准时到推行室，频繁晚上10点半以后才离开。在唐堂印象里，孙立成险些每天齐是这么渡过的，“孙考验的责任时长咱们好多东说念主齐目空一切”。

    保捏着对大当然的敬爱和敬畏，孙立成团队还是取得了多项效果。现时，西瓜皮膜的多个关连专利还是请求得手。

    孙立成常说：“大当然是咱们最佳的考验。”

中青报·中青网见习记者 崔文瀚 记者 蒋雨彤 起原：中国后生报

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