零铁丹心团队：高科技纳米材料再现中国青山绿水好风景

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<article><section data-type="rtext">“我家的这个宝贝可是全球首创的高科技产品，不仅能修复各种重金属造成的水土污染，没有二次污染！保质期还是国外同类产品的三倍。”在第八届中国国际“互联网+”大学生创新创业大赛湖南省决赛现场，湖南工业大学金属材料专业本科生肖璟拿着零铁1号自豪地说。使用这中国版纳米零价铁系列产品来修复水土重金属污染再现绿水青山的是一支叫“零铁丹心”的团队，团队成员来自湖南工业大学材料与先进制造学院、商学院、机械工程学院等。团队秉持着“零铁再现绿水青山、丹心一片报效祖国”的理念，通过自主创新“纳米零价铁”水土重金属污染修复方案，比传统的重捕剂修复技术节省成本53%以上、治理周期平均缩短73%以上。该技术已经在湖南郴州三十六湾、湘潭白托寺村等成功应用，改善了当地的水土环境，推动种植业和畜牧业发展。通过生态振兴带动乡村产业振兴，促进经济转型升级。 不仅如此，零铁丹心团队还收获了第八届“互联网+”大学生创新创业大赛“青年红色筑梦之旅”赛道湖南省创意组一等奖。偶然的发现与矢志的突破 纳米零价铁，是粒径在1—100nm范围内的零价铁颗粒。因其颗粒的比表面积和表面能大，从而具有优越的吸附性能和很高的还原活性，在修复地下水土方面等环境污染物的处理工程中具有很好的应用前景，目前是国际学术界公认的已知修复水土重金属污染的最理想材料，但其制备技术一直被国外封锁。我国积极开展纳米零价铁的制备及其应用研究，但是仍停留在实验室阶段。 直到2017年零铁丹心团队在进行相关研究时，实验中出现了一种从未见过的反应现象——纳米零价铁由此诞生在湖南工业大学，踏破铁鞋无觅处，得来全不费工夫！是偶然更是必然！ 团队经过6年攻关，在指导老师张波博士的带领下，采用世界独创的脉冲电沉积技术制备出成本更低、性能更优的纳米零价铁材料。利用该核心材料研发的四款修复产品，可以精准高效解决地下水和土壤的重金属污染，提供了独具特色的中国版解决方案，引起国内外同行的关注。 本项目现已拥有九项核心技术专利，其中两项为实用新型专利，七项为发明专利。学生作为第一发明人的专利有两项，学生作为第二发明人和第三发明人的专利共有七项，形成了牢固的专利壁垒。<img data-alt="" src="//img.huanqiucdn.cn/dp/api/files/imageDir/a245bd78073e179c3a8eca338ace0c81u5.jpg?imageView2/2/w/1260" />在团队中成长在实践中成材 肖璟是湖南工业大学材料与先进制造学院2020级绿色冶金双创班学生，大一便加入到团队中，承担产品研发工作，如今已经成长为第三代项目负责人。<img data-alt="" src="//img.huanqiucdn.cn/dp/api/files/imageDir/b87b33903e4d4c7e908c2ca271f9251cu5.jpg?imageView2/2/w/1260" />回首自己在团队、在实验室、在田间地头的岁月，那种艰辛历历在目： 第一次实际接触技术研发工作也是笨拙起步。虽然已经在课堂上听过老师的教导，在课后也收集过相关资料进行学习，但是真正在跟进项目行时，还是会出现很多问题：技术问题、商业问题、团队问题、融资问题，等等都是非常具有挑战性，同时也是一个不断发展学习的过程。 技术研发往往不是一个人的功劳，更是一个团队共同努力的结果。碰到技术难关，不仅是学生团队，指导老师张波博士与大家一起熬夜吃外卖是常态。张老师指导我们如何配比试剂，尤其是有毒的药剂，老师紧盯着我们一步一步操作，反复叮嘱我们“一定要通风”， 所以每次张老师来实验室的时候，第一件事情一定是帮我们打开窗户。 刚进入研发团队时，虽已经可以产出零铁产品，但如何将产品高效地应用到土壤当中，还是一个大问题。肖璟记得那段时间，技术团队五位成员一起，除了课程学习外，为了探究出合适的改性材料、合适的物料比、合适的改性条件等，夜以继日地待在实验室实验，期待着仪器给出满意的答案。在每一位成员的不断努力下，团队配合越来越默契，工作进展也愈加顺利，团队在产品应用上实现了大步跨越，可是如何走出实验室，应用到实际污染的农田，真正造福百姓，让被重金属污染的乡村重回绿水青山，成为一道难题。 据老队员樊家其回忆：当时，团队由于未成立公司，不具备水土修复资质，所以无法独立承接项目，但是学校十分认可本项目，不断给予资金、场地等帮助。在了解到我们想将科研成果落地投入使用的想法后，帮助团队对接湖南郴州政府，在三十六湾建立地下水修复示范区。 三十六湾矿区地下水重金属污染是由于上世纪八十年代对矿产资源的掠夺式开采导致的，地下水重金属含量严重超标，修复难度极大，这对于团队来说是机遇也是挑战。国内现有地下水治理方案在这里都“失效”了，团队被委以重任在这里开展了8个月的地下水修复工作，从初期的调研、产品投放点的选择，到多次实验确定产品剂量、选择合适的投放时间，到后期的收集、监测以及持续监测。团队始终坚守初心，不怕吃苦，不言放弃，坚守在治理一线。最终三十六湾地下水治理示范区水质已达国家Ⅱ类水质标准，重金属污染物去除率为99.5%，解决10万人用水问题，改善10000亩耕地质量，农民增收2850元/年，为国内污水治理工程起到示范作用，团队在三十六湾地下水修复工作取得的巨大成效得到了政府、企业、学校的认可，同时看到纳米零价铁在水土修复方面的“神奇”功效。也是因为有了“治水”的经验，团队又拓展到“治土”领域。 湖南是有色金属之乡，农村水土重金属污染严重，尤其是镉污染导致的“镉大米”问题让农民深受其害。团队深入湖南多地调研126次，累计700余天，了解农民的家庭生产、生活状况，切实地体会民生之艰。“我家里祖祖辈辈都在这种地，为什么到了我这里种出的就是被镉污染的大米？？？”湘潭市白托寺村胡姓村民发出的疑问，让大家无比痛心，也更加坚定了解决农村水土重金属污染，提高水稻产量，解决农民生计问题的信念。 团队目前已经在湘潭县白托寺村建立的土壤处理示范区，重金属“镉”去除率为99%，远超国家0.2mg/kg的耕地标准，改善800亩土地质量，农民增收1900元/年。如今，三十六湾和白托寺村已实现绿色蝶变，团队还将在湖南持续推动建成七个治理示范点，覆盖七市的四县三镇，造福二十万农民，在乡村振兴的路上砥砺前行。 丹心向未来 创新创业的路注定布满荆棘，但这不是一场孤勇者的战斗。过去，曾经两代的队员已经为我们坚固了基础，打通了方向；未来，我们将不忘初心，砥砺前行，持续身居水土污染治理一线，为中国广大农民谋幸福！ 就如同我们指导老师张波说的那样“搞科研的人一定不能满足现状，要始终保持求真的心态；做环境治理的人一定不能只待在实验室里，要真的顶着太阳到地里面去看看”。团队将持续在全国水土重金属污染严重的地区进行调研并研发针对应对不同重金属、不同有机物污染的零铁系列产品，扩大产品应用范围，预计治理耕地合计60000亩、地下水流域8000平方公里，以生态振兴为抓手推动乡村绿色振兴，激发农民乡村振兴活力，切实解决农民生态产业问题，带动农民经济增长。 时间打磨，初心不改。在创新创业的路途上，我们“零铁丹心”团队将始终如一，坚持不懈，传承红色基因，实现科技助农。愿用我们的报国丹心，为乡村振兴战略献出一份力量。 </section></article>

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