張俐娜教授開創了一種完全嶄新的方法,利用“這種神奇而又簡單的水溶劑體系”,敲開了纖維素科學通往工業應用的大門。
2025年夏,武漢大學實驗室內,研究人員正重復著一項“魔法實驗”:將尿素、氫氧化鈉和水配制的溶劑,預冷后投入廢棄的紙漿板……不到兩分鐘,頑固的纖維素迅速溶解為透明黏液。這項改變材料科學方向的“綠色技術”,由中國科學院院士張俐娜首創,可將棉短絨、甘蔗渣、蝦殼、蟹殼、豆渣等廢棄物轉變成舒適面料、生物醫學材料等。這些材料廢棄后埋入土中,僅需兩個月便能被微生物完全分解。這項環保技術,給人類生活帶來了很大進步。
張俐娜的一生充滿傳奇:46歲才擁有自己的第一個燒瓶和試管;60歲開始攀登科研高峰;71歲成為武漢大學百年歷史上唯一的女院士,同年獲得國際纖維素領域最高獎—安塞姆·佩恩獎,她也是該獎首位中國得主!
命運轉折:從寒門少女到科學新星
1940年8月,張俐娜出生于福建光澤縣一個知識分子家庭。她的父親張國熊畢業于清華大學,后任江西師范大學圖書館館長,母親則是當地認真負責的中小學教師。
書香門第的熏陶,奠定了張俐娜的人生底色。初中時,張俐娜的身體較為虛弱。為了增強體質,她開始練習跑步,逐漸培養了對跑步的熱愛。進入高中后,張俐娜不僅加入了田徑隊,還成為體操隊的一員。體育老師經常安排她與男同學比賽,跑著跑著,很多男同學都跑不過她。后來,張俐娜還以江西省田徑第二名的成績,參加了在青島舉行的全國首屆少年運動會。在張俐娜看來,體育運動不僅沒有影響學習,反而幫助她磨練了意志和毅力,鍛煉出了好身體。
張俐娜將運動場上的拼搏精神帶到了學習中,初一時她的成績并不突出,到初三畢業時,她的成績已躍升至上等水平。這不僅歸功于她的勤奮,還得益于她的學習方法—寫課堂筆記。課堂上,她認真聆聽老師的講解,課后回憶一遍,將知識轉化為自己的理解,并用簡明扼要的語句總結記錄。
1955年夏天,剛初中畢業的張俐娜,毫不猶豫地填報了師范志愿。然而,她的這份志愿卻被初中班主任馬叔南“攔”了下來。在馬老師看來,理科成績出眾且發展全面的張俐娜,是當科學家的“好苗子”。高中時期的張俐娜,在化學實驗中找到了畢生熱情。其中一項“銀鏡反應實驗”讓她心馳神往:在試管中加入特定化學溶液,震蕩加溫后,試管內壁竟能神奇地出現一層光亮如鏡的銀。這一奇妙現象,點燃了她探索未知世界的激情。
大器晚成:從一支試管到國際巔峰
46歲的張俐娜站在簡陋的實驗室里,手中握著她科研生涯的第一支試管。彼時,這位武漢大學昔日的優秀畢業生,職稱仍是講師。在經歷了蹉跎歲月后,才終于迎來她真正的科研起點。
中年起步的張俐娜面臨著雙重挑戰:既要追趕國際前沿,又要克服國內科研條件的不足。
1985年,轉機出現。張俐娜獲得日本政府學術振興協會獎學金,赴大阪大學做訪問學者。初到日本時,她一句日語都不會。憑著超強的自學能力,她拿著字典對著電視學習,定期與房東太太對話練習。在日本的研究經歷,讓她確立了影響一生的科研方向:生物質資源天然高分子的開發與利用。
1993年,張俐娜創建了武漢大學天然高分子及高分子物理實驗室,并一直領導該實驗室的工作。2000年元月,60歲的張俐娜獲得國家自然科學基金重點項目資助,開始了纖維素新溶劑及材料的研究。
在科研道路上,她經歷過常人難以想象的艱辛。有段時間,張俐娜在洛陽一家小公司做實驗時,設備簡陋不說,還經常停電。2006年暑假,66歲的她在江蘇做低溫溶解實驗,為滿足溫度要求堅持深夜工作,全程守在現場。
12年潛心鉆研,終創“綠色魔法”。傳統溶解纖維素的方法依賴高溫加熱,不僅能耗高、成本大,還造成嚴重污染。張俐娜帶領團隊嘗試了無數種方案后,終于在實驗中偶然發現:用尿素、氫氧化鈉和水作為溶劑,預冷至零下12℃,可將頑固的纖維素在一兩分鐘內迅速溶解。這項改變材料科學方向的“綠色技術”,可將農林、海產品等廢棄物,變成高附加值的工業材料,給人類生活帶來很大進步。這項突破被國際同行譽為“神話”。
2011年3月,美國圣地亞哥安塞姆·佩恩獎頒獎現場。全球120多位頂尖科學家齊聚一堂。已經是七旬老人的張俐娜,因身體原因未能親臨現場,由女兒杜文征代為領獎,她自己只在視頻中露了個面。就這樣,張俐娜成為“安塞姆·佩恩獎”設立半個世紀以來第一位中國得主。71歲的張俐娜當選中國科學院院士,成為武漢大學百年歷史上第一位女院士。面對榮譽,她淡然表示:“我沒想過要當大教授、大科學家,我只是每做一件事就要做好。”
精神永續:愛的力量與“笨鳥”哲學
“我是一只笨鳥,之所以能飛得高,是因為付出了更多時間和精力。”張俐娜常這樣形容自己。在年過七旬仍堅持給本科生講授《高分子科學導論》的課堂上,她告訴學生:“中國人應該做自己的創新工作。”
她鼓勵學生既要有原始創新,又要考慮應用前景,“這樣才能對國家、對人民有用,也才會有科研激情和動力”。
“愛是我前進的動力。”張俐娜這樣總結自己的科研人生,“我們那時候的教育是愛祖國、愛人民、愛勞動、愛科學,所以我從小就愛父母、愛師長、愛學習。” 2020年10月17日,張俐娜院士在武漢逝世,享年80歲。如今,在武漢大學的櫻花大道上,學生們每天匆匆走過。漸漸已經少有人知道,那位總愛穿素色旗袍的女教授,曾在這里創造出怎樣的科學奇跡。張俐娜辦公室的筆記本靜靜躺在陳列柜里,頁角微卷,上面工整記錄著高分子溶解公式和實驗數據—那是她自創的“理解記憶法”的見證。
張俐娜生前常對學生說:“不要學兔子急功近利,要承受得起挫折,失敗了再做,從一點點進步里去尋找快樂。”今天,她的“綠色溶劑”技術已走出實驗室,將農業廢棄物轉化為環保材料,造福于人類。