

勞子桓在設(shè)計(jì)同步輻射共振衍射實(shí)驗(yàn)。通訊員陳伶璐供圖
生活中,篩子用于篩選面粉與沙土,充滿煙火氣。而在化學(xué)中,科學(xué)家擁有一把能“篩選分子”的魔法篩子——沸石(又稱“分子篩”)。在石油化工領(lǐng)域,分子篩是當(dāng)之無愧的“主角”——全球約90%的煉油工藝和近70%的汽油生產(chǎn)都依賴于它的催化裂解。香港理工大學(xué)應(yīng)用生物及化學(xué)系副教授、大亞灣技術(shù)創(chuàng)新研究院(以下簡(jiǎn)稱“大亞灣研究院”)綠色化學(xué)與可持續(xù)催化研究中心副主任勞子桓,正是“分子篩”催化領(lǐng)域的深耕者。
研發(fā)超大孔分子篩催化劑,助力石油產(chǎn)業(yè)提升競(jìng)爭(zhēng)力
勞子桓是一位“90后”青年學(xué)者,擁有令人矚目的學(xué)術(shù)履歷:牛津大學(xué)化學(xué)本科、碩士與哲學(xué)博士,香港理工大學(xué)校長(zhǎng)青年學(xué)者。他主要從事催化作用、功能材料、同步加速器及中子衍射散射等研究,迄今在《科學(xué)》《自然·催化》《自然·通訊》等頂級(jí)期刊發(fā)表論文逾100篇,榮獲2025年國家自然科學(xué)基金青年科學(xué)基金項(xiàng)目(B類)獎(jiǎng)、2023年香港理工大學(xué)青年創(chuàng)新研究者獎(jiǎng)、iCANX青年科學(xué)家獎(jiǎng)等多項(xiàng)榮譽(yù)。近期,他與合作者登上《科學(xué)》雜志的研究成果,解決了沸石中鋁原子定位的長(zhǎng)期難題,為催化劑精確設(shè)計(jì)奠定了基礎(chǔ)。
2024年,大亞灣研究院成立后,勞子桓帶著研發(fā)團(tuán)隊(duì)正式入駐,把分子篩催化劑的成果轉(zhuǎn)化作為核心研究方向,研究也從模型反應(yīng)轉(zhuǎn)向企業(yè)實(shí)際需求。然而,產(chǎn)業(yè)化之路挑戰(zhàn)重重。在與中海油惠州石化、惠州忠信化工等企業(yè)對(duì)接中,他深切感受到行業(yè)困境:癥結(jié)在于低端產(chǎn)品同質(zhì)化嚴(yán)重,高端化學(xué)品技術(shù)被國外專利壟斷。
為此,團(tuán)隊(duì)打出多張“技術(shù)牌”:研發(fā)超大孔分子篩催化劑,用于處理重油和生物質(zhì)等大分子反應(yīng),目前已向相關(guān)石化企業(yè)提供樣品,并進(jìn)入小試階段;同時(shí)探索AI賦能化工,利用大數(shù)據(jù)優(yōu)化工藝。
“普通分子篩只能容納小分子通過,很難處理重油裂解中尺寸更大的分子,而我們研發(fā)的超大孔分子篩,能把孔徑拓展,讓大分子也能順利進(jìn)入孔道完成催化反應(yīng)?!眲谧踊附榻B,這項(xiàng)技術(shù)一旦實(shí)現(xiàn)量產(chǎn),就能幫助國內(nèi)煉油企業(yè)降低生產(chǎn)成本,提升整體競(jìng)爭(zhēng)力。
大亞灣石化區(qū)為成果轉(zhuǎn)化提供了得天獨(dú)厚的地緣優(yōu)勢(shì)——緊鄰產(chǎn)業(yè)一線,能直接對(duì)接企業(yè)的真實(shí)需求,快速完成樣品測(cè)試、工藝調(diào)試和落地驗(yàn)證,繼而縮短從實(shí)驗(yàn)室到生產(chǎn)線的轉(zhuǎn)化周期。依托這片產(chǎn)業(yè)沃土,勞子桓團(tuán)隊(duì)也在不斷推進(jìn)技術(shù)打磨,朝著打破海外技術(shù)壟斷、實(shí)現(xiàn)高端分子篩國產(chǎn)化的方向穩(wěn)步前進(jìn),讓自主研發(fā)的分子篩技術(shù),真正支撐起國內(nèi)石化產(chǎn)業(yè)的高端升級(jí)。
跨界研究低GI食品,用天然食材還原美味
在學(xué)術(shù)主線之外,他又因一次偶然的機(jī)緣,走出了另一條完全不同的軌跡——低GI(血糖生成指數(shù))健康食品的跨界探索。
在大亞灣研究院的辦公室里,勞子桓笑著遞過來一塊剛出爐的點(diǎn)心。如果不是他主動(dòng)介紹,很難想象這塊香氣撲鼻的貝果,竟然完全不含面粉,且擁有權(quán)威認(rèn)證的低升糖指數(shù)。
研究低GI食品,源于一個(gè)溫暖的理由。2020年,一位朋友找到他:舅舅患有糖尿病,希望做出一款GI值更低的廣式竹升面。“做著做著,我就想,能不能干脆不用面粉?”于是,一個(gè)化學(xué)家開始了“廚房實(shí)驗(yàn)”。最終配方完全拋棄面粉,改用藕粉、杏仁粉、蛋白粉等純天然食材,不僅復(fù)刻了面條的口感,還開發(fā)出面包、蛋糕、炒飯、糯米飯等一系列主食,并獲得第三方低GI認(rèn)證。
面對(duì)市場(chǎng)認(rèn)知度低的難題,勞子桓選擇“先高端后普及”:產(chǎn)品首先進(jìn)入香港五星級(jí)酒店,同時(shí)尋找代工廠進(jìn)行輕資產(chǎn)運(yùn)營。勞子桓笑稱:“本是玩一玩的心態(tài),但沒想到進(jìn)入了另一條賽道?!?/p>
此外,依托大亞灣的產(chǎn)業(yè)配套與政策優(yōu)勢(shì),勞子桓團(tuán)隊(duì)正加速孵化健康食品與鈉離子電池材料兩家企業(yè),推動(dòng)跨界成果從實(shí)驗(yàn)室加速走向市場(chǎng)。
“鈉離子電池相比鋰離子電池,原材料成本更低,安全性也更優(yōu)異,非常適合儲(chǔ)能場(chǎng)景?!眲谧踊副硎?,希望能依托大灣區(qū)完善的產(chǎn)業(yè)鏈,為新能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展貢獻(xiàn)一份力量。
記者張宇琪 通訊員陳伶璐