近日,南京師范大學(xué)食品與制藥工程學(xué)院劉啟成老師,攜碳行者暑期社會實踐團隊成員碩士研究生譚忠發(fā)同學(xué)、本科生施嘉旺同學(xué),以及博士研究生杜菲同學(xué),先后赴江蘇省金湖中學(xué)開展了3場科普課堂。
主題:“‘碳’索未來:舌尖上的碳中和征途”
主講人:譚忠發(fā)、施嘉旺
首先,施嘉旺以綠色可持續(xù)發(fā)展與高中課本上生物化學(xué)知識以及一些生活場景為著力點,指出自然界的碳循環(huán)依賴呼吸作用與光合作用維持平衡,食品生產(chǎn)過程可依據(jù)這些生物化學(xué)原理實現(xiàn)低碳,食物包裝升級、廢棄食物處理等也是實現(xiàn)碳收支平衡的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。然后詳細介紹了食品大健康理念與碳中和食品,并通過三種實現(xiàn)食品碳中和的具體應(yīng)用,包括腐殖酸可增加土壤有機碳含量、替代化肥減少碳排放,PLA - 聚乳酸酯以及微藻的應(yīng)用,講述了助力碳中和的多種方式。最后通過榜樣的力量,傳遞以邢沁澮博士和黃和院士等科研工作者為代表的科研故事,激勵高中生弘揚和踐行科學(xué)家精神,厚植愛國主義情懷,為綠色可持續(xù)發(fā)展貢獻力量。
“雙碳”目標(biāo)既需要實現(xiàn)生產(chǎn)方面的碳收支平衡,也要實現(xiàn)處理的碳收支平衡,黃和院士團隊在塑料分解方面也取得相關(guān)成果,能夠助力碳中和的實現(xiàn),接下來譚忠發(fā)為同學(xué)們作了“BHETase的發(fā)掘與機理引導(dǎo)的工程改造用于PET的回收循環(huán)和升級再造”的報告,指出“與傳統(tǒng)的物理和化學(xué)工藝相比,利用微生物和酶進行生物降解是一種環(huán)保且可持續(xù)的方法,能耗更低、二氧化碳排放量更少且不會污染地下水。”最后為同學(xué)們介紹了這一研究的結(jié)論:雙酶系統(tǒng)可以將PET降解為均質(zhì)單體TPA,開發(fā)“化學(xué)→生物串聯(lián)工藝”實現(xiàn)閉環(huán)回收與開環(huán)升級。
主題: 樂高式造油:把微生物改造成“超級油壺”
主講人:杜菲
杜菲以“樂高式造油:把微生物改造成超級油壺“為題,用樂高比喻細胞工廠的構(gòu)建,生動的講解了如何通過合成生物學(xué)手段改造微生物實現(xiàn)ω-3多不飽和脂肪酸的高效生產(chǎn)。從青蒿素到單染色體酵母,從基因編輯技術(shù)開發(fā)到人工合成淀粉,她以四大里程碑為例向同學(xué)們講述了合成生物學(xué)的精妙之處,激勵廣大學(xué)子對合成生物學(xué)的好奇心,鼓勵學(xué)子敢于創(chuàng)新,勇于拼搏,把好奇心當(dāng)燃料,把課本公式寫進細胞藍圖,用少年腦洞為中國綠色制造按下加速鍵!
主題:燃料電池與半燃料電池的發(fā)展,以及鋰、鈉、鉀電的困境與挑戰(zhàn)
主講人:劉啟成
劉啟成老師以“雙碳”戰(zhàn)略背景為著力點,先后介紹了以鋰電、鉀電、鈉電、燃料電池、半燃料電池等主流商業(yè)化新型動力電池器件。目前,鋰離子電池雖為碳中和關(guān)鍵技術(shù),但面臨全球90%鋰資源依賴進口的嚴峻挑戰(zhàn)。劉啟成老師指出,中國碳酸鋰需求量持續(xù)攀升,亟需開發(fā)替代方案:鈉/鉀離子電池憑借資源豐富性成為戰(zhàn)略選擇,其中鉀電池因更易實現(xiàn)高能量密度,在儲能領(lǐng)域潛力顯著,技術(shù)突破需聚焦電極材料優(yōu)化與電解質(zhì)改進,以提升循環(huán)穩(wěn)定性及低溫適應(yīng)性。隨后,劉啟成老師以高中化學(xué)氧化還原反應(yīng)知識板塊為切入點,詳細解析了氫氧燃料電池、直接液體燃料電池和鋅—空氣電池的反應(yīng)原理和工作模式,并通過現(xiàn)階段的最新研究進展,為同學(xué)們介紹了科研思維和國際先進技術(shù)。
最后,希望金湖中學(xué)的同學(xué)們,手中的筆不僅書寫著青春的篇章,更是在為未來的藍圖勾勒輪廓。每一份努力,都是向未知世界邁進的堅實步伐。未來屬于勇于探索、不懈努力的你們。在未來的廣闊天地里,每一份努力都將點亮人類進步的明燈。