织一张吸附PM2.5的网

——北理工王博团队新成果登上《自然》杂志

　　照片由北京理工大学宣传部提供

　　最近找王博的人很多。外界的密集关注，源于本月初《自然》的一篇报道：北京理工大学王博教授团队，将金属有机骨架化合物（MOFs）用于空气过滤净化。经实验室检测，室温下，该材料对PM2.5的滤出率可以达到99.5%。

　　新的净化材料！而且，它不只是一项实验室研究。王博透露，今年就会有应用这种材料的产品问世。

　　吸住、扒开、分离 分子海绵这样对付PM2.5

　　MOF究竟是什么？

　　王博从最基础的概念讲起。他打开电脑，调出一幅幅MOF的结构图，尽量用通俗语言解释这种材料的特性。此时，你开始理解，为何“80后”教授王博常年能在学生的教学评价上拿到高分，即使从不点名，他的课堂有时还能爆满。

　　MOF全称为Metal—Organic Framework, 是一大类新型无机材料与有机高分子单体的原子级别复合物。宏观世界的框架，离不开“中心点”以及通过中心点连接的“梁”。微观世界，同样如此。各种无机金属离子或团簇与有机分子直接聚合，结成三维的有序的网络框架结构。这类材料具有发达的纳米级孔道，以一个MOF材料为例，其孔道为1.12纳米。

　　可以想象一下，MOFs织成一张立体的网，网上布满了密密麻麻的微小孔洞，科研人员精心调整它的尺寸、形状或者结构，以筛分不同类型的分子。这些微观框架的“梁”上，可以加上不同性质的官能团。比如，若带上碱性官能团，它就能更“大力”地把酸性气体“拽”进来。

　　MOF的一大优势，是比表面积大。以其中的一类MOF材料为例，1克这种材料如果内表面全部展开，可以铺展到8000平方米，覆盖一个标准足球场。比表面积大，意味着材料的孔多；孔多，能吸附的气体也就多，因此，人们也管MOF叫分子海绵，用它来储存气体。

　　这一次，王博用他研究了13年的MOF对付PM2.5。

　　PM2.5成分复杂，它实际上是一种气溶胶，含有液体、挥发性有机化合物（VOC），以及固体，这恰好给了新型的MOF膜（MOFilter）发挥作用的机会。王博团队研发的这种新型材料，会先用MOFilter的自身静电荷捕捉PM2.5，碱性官能团将助攻液体分子及VOC掉进孔洞。这样一来，留在材料表面的，就是失去了“队友”的PM2.5中的固体，拿水即可清理。

　　北京理工大学良乡校区王博团队实验室的一扇纱窗上，就“长”着这层特殊的膜。它透气也透光，用了一年多了，仍有上佳的过滤表现。

　　都是命运最好的安排

　　用MOF过滤PM2.5，其实来自妻子的提议。她对王博说，孩子老咳嗽，能不能研究下怎么净化雾霾？

　　不过，这并不是一段用“灵光乍现”可以概括的科研经历。

　　回首自己的学术之路，王博文艺了一把：一切都是命运最好的安排。

　　他曾想当诗人，后来想当物理学家。误打误撞被保送进北大化学与分子工程学院后，他还一门心思想着转系，直到他终于在实验室发现了化学之美。

　　“我曾经最讨厌英语和化学。谁能想到呢，现在是要说着英语做化学。” 王博笑着说。

　　2004年，王博从北京大学化学专业本科毕业，就跟了MOF领域的大牛Omar M. Yaghi做研究。硕士期间，导师给王博的任务就是——用MOF材料，将空气中的二氧化碳筛分出来。

　　他做到了。

　　导师给予盛赞：王博在创造历史，他是个天才。因为这些评价，硕士毕业本打算去往工业界的王博，“热血沸腾”，决定继续攀学术的高峰。

　　从某种意义上来说，Yaghi是位魔鬼导师。他单身，不过任何节日，将全部精力放在学术上。王博记得，有一次自己要过生日，朋友已订好了地方开party。当天凌晨三点，导师一个电话过来，说他有个特别好的想法，要跟王博讨论。“我说，现在是凌晨三点。导师说：So？”王博无奈，跟导师约了白天详聊。结果，他们俩在从早上8点聊到了晚上7点，“全程没有吃饭”。

　　其实，在选择Yaghi之前，王博就已打探到，这位老师以对学生要求严格著称。“当时想，要是念书是去享受的，干脆别念。累一点，但值得。”

　　博士提前毕业，王博打算投身学术界，又被导师拉住。Yaghi说，一位学者论文能触达的范围有限。“但如果你的东西能去往工业界，研究变成产品，就可以让每个人的生活好那么一点点。”

　　于是，王博去了工业界，参与了MOF材料的大批量生产。不过，他在工业界并没有呆太久。为了追求更自由的科研，王博还是做起了学术，选了北京理工大学，以“千人计划”青年专家的身份回国。

　　但工业界的经历并没有浪费。它提醒王博，在做科研时要考虑性价比。“尽量用简单手段解决复杂问题。越简单的方法，越美。”王博想法很明确：成本得低，否则老百姓怎么用？

　　王博反复表示，科研不是“炫技”，要解决真问题。

　　他正在这么做。（张盖伦）