校园早新闻 | 为了做实验，这所高校团队把西瓜吃到“吐”

　　今天是10月11日，中国青年报“校园早新闻”来了！ 　　几分钟速览最新校园热点，带你走近“宝藏学校”、学习“榜样青年”、了解“服务资讯”：为了做实验，西湖大学团队把西瓜吃到“吐”；国内首次，同济大学自主研制；看法医秦明如何推介法医专业；今日重阳：菊花须插满头归。 　　为了做实验，西湖大学团队把西瓜吃到“吐” 　　据中国青年报客户端10月10日报道，尽管已经过去了3年，但西湖大学理学院副研究员唐堂至今仍忘不了那年炎热的天气以及把西瓜吃到“吐”的经历。 　　近日，唐堂所在的西湖大学孙立成院士团队受植物中果胶通道结构的启发，在学术期刊《能源与环境科学》上发表了一项重要研究成果――基于空间构型调控方法制备高性能阴离子交换膜，这种方法进一步提高了阴离子交换膜的孔结构稳定性、离子导电性和机械强度，在工业应用中颇有前景。 　　这一重要研究，正是源于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研究员刘清路等人，便已受植物启发，在离子交换膜方面发表了很多科研成果，并申请了多个专利。 　　3年前的端午节，西湖大学云栖校区门口已摆出了西瓜摊。当时还是西湖大学博士后的唐堂买了一个，为了快点吃上冰镇西瓜，便直接放在冰箱的冷冻层。 　　但是，实验一忙起来就没有停歇的时间，西瓜足足被“冷落”了几天。 　　想起来的时候，西瓜已经被冻成“冰球”，想吃就需要先解冻。在解冻过程中，西瓜表皮十分轻易地被剥落了下来，这引起了唐堂等团队成员的兴趣。 正在解冻中的西瓜皮。受访者供图 　　他们发现，解冻时，西瓜皮膜很容易剥落，而且可以大片取下。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”。考虑到西瓜含水量高，有可能是一个不错的离子传输膜，他们便使用西瓜皮膜替换人工生产的膜进行测试。测试发现，西瓜皮膜竟然能工作，且与一种人工膜的性能相差无几。 　　把二氧化碳还原成甲醇、乙酸、乙醇等高附加值产品，其核心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。找到一个合适且高效的膜非常重要，其性能直接影响到能源转换效率和产物收集成本，而西瓜皮膜就有成为这种核心部件的潜力。 　　有了这个测试结果，他们连忙向中国科学院院士、西湖大学教授孙立成汇报。孙立成认为这个发现很有创意，便鼓励研究团队向西瓜皮“学习”，并将该项目命名为“西瓜皮计划”。 　　随后，刘清路测试了不同表皮的性能。她首先尝试了西红柿的表皮，这种表皮很容易卷曲，而且稳定性不够，很难维持离子传输。研究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，这层白色膜可以阻碍水分流失，但也阻碍了离子传输。在实际测试中，西红柿和青辣椒的表皮效果均不佳。 　　研究团队还使用多种植物表皮进行研究，最后发现西瓜皮最为合适。 　　孙立成团队的研究人员正在剥离解冻后的西瓜皮膜。受访者供图 　　理想的碱性电化学二氧化碳还原反应体系中的离子传输膜，要具备选择透过性，就像一个“拦网”――让电解液中的氢氧根离子自由通行，却拦住阴极电解液中的二氧化碳液体产物――例如甲酸根、乙酸根、乙醇等，从而降低分离成本。而西瓜皮膜恰好具备这种神奇的能力。 　　西瓜皮膜为何会出现这种离子选择性？唐堂和刘清路等研究人员查阅资料，并找到生命科学学院特聘研究员吴建平和李小波等专家学者，虚心求教。 　　在不断的研究、讨论中，研究团队发现这种优秀的离子传输特性，源自西瓜皮膜的细胞壁。他们通过多种表征技术手段，锁定了西瓜皮膜细胞壁的主要成分，包括纤维素、半纤维素和果胶。其中纤维素有规律地排列，形成直径为2~5纳米的三维通道，而果胶均匀填充了这个有规律排列的三维纤维状通道。 　　就是这个特殊的结构，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程度？研究发现，在1摩尔每升的氢氧化钾中浸泡后的西瓜皮，其皮下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本身的离子电导率，也就是说，西瓜皮膜不但起到分离作用，还能加速氢氧根离子的传输。 　　此外，研究还发现西瓜皮膜最外面的一部分是角质层，角质层会阻碍离子传输。研究团队通过化学手段将部分角质层移除。角质层部分移除后的西瓜皮膜，作为离子传输膜，其性能几乎已与商业中使用的离子传输膜相当。 　　研究过程中，为了获取珍贵的实验材料，整个研究团队把西瓜吃到快“吐”了。后来，他们去附近的水果店，讨要果切剩下的西瓜皮。店员们非常疑惑：“你们家里是养鸡了吗？” 　　一来二去，店员才明白，西瓜皮竟然成为珍贵的实验材料。于是，热心的店员就主动帮实验室留着西瓜皮。 　　实验中还有很多困难，但是他们一一克服。 　　最终，西湖大学未来产业研究中心、理学院孙立成团队在国际学术期刊《自然・通讯》上发表了一项突破性研究成果。他们将西瓜皮膜应用在电化学二氧化碳还原反应中，展现出了卓越的性能，并在此启发下提出了一种构建新型离子传输膜的策略。 　　随着对于西瓜皮的深入研究，孙立成团队又在学术期刊《能源与环境科学》上发表了一项基于空间构型调控方法制备高性能阴离子交换膜的研究成果，其他西瓜皮相关研究成果也正在准备投稿。 　　国内首次，同济大学自主研制！ 　　据同济大学官微10月10日发布的消息，近日，国家市场监督管理总局新批准二维铬纳米栅格标准物质、二维硅纳米栅格标准物质、一维硅纳米光栅标准物质3项国家一级标准物质，均由同济大学物理科学与工程学院李同保院士、程鑫彬教授团队研制，主要应用于先进测试仪器的纳米长度与角度同步校准，为新一代信息技术、新材料、生物制造、高端装备等领域的纳米制造提供精准“标尺”。 分步沉积原子光刻技术方案 　　其中，二维铬纳米栅格标准物质是我国首次建立的纳米级角度国家一级标准物质。 　　看法医秦明如何推介法医专业 　　据中国青年报客户端10月10日报道，真的有一个法医名叫秦明吗？法医工作中的医患关系真的很稳定吗？法医专业吓不吓人？现代的法医专业学些什么？毕业后的法医工作是怎样的？ 　　10月9日，《法医秦明》系列电视剧的人物原型、安徽省公安厅物证鉴定管理处警务技术四级主任、法医秦明来到复旦大学上海医学院文化讲堂，成为复旦学霸们追捧的“偶像”。“不讲学术，只想让大家了解法医这个行业、尊重这个行业。我们这个工作很有价值。”秦明说。 　　今日重阳：菊花须插满头归 　　又到我国历史悠久的传统节日，重阳节。 　　苏轼在《定风波・重阳》中写道，“尘世难逢开口笑，年少，菊花须插满头归”“古往今来谁不老，多少，牛山何必更沾衣”，句句彰显他乐观旷达的人生态度。 　　九九重阳，与“久久”同音，自古被赋予长寿的美好愿望，重阳节慢慢有了老人节的含义。今天，给老人多一些关心；不止今天，全社会一起努力，给老年人更多看得见的温暖。 　　 　　整理：张力友 　　中国青年报“校园早新闻”联系邮箱：zqbxiaoyuan@163.com