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化学工程前沿技术与应用——四位国际权威学者做客海外名师大讲堂(173)

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发布时间:2025.04.28
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        412日至16日,浙江大学“海外名师大讲堂”第173期——“化学工程前沿技术与应用”系列讲座活动成功举办。加拿大工程院院士Peter Englezos、澳大利亚两院院士Frank Caruso、美国工程院院士Jingguang Chen及英国皇家化学会会士Marc-Olivier Coppens四位国际权威学者围绕碳中和、先进医疗与可持续创新等全球性议题,为相关学科200余名师生呈现了四场精彩学术报告。活动由化工学院院长助理、长聘副教授赵俊杰主持。

碳捕集技术突破:从实验室走向工业化

        Englezos院士系统解析了笼形水合物结晶技术的颠覆性潜力。该技术利用水介质在特定温压下实现CO₂摩尔浓度从液态6.1×10⁻⁴跃升至水合物态0.14,实验室阶段可使燃料气中CO₂富集度达90%。团队通过开发四氢呋喃等热力学促进剂优化结晶效率,但需攻克传热控制与设备放大难题,为火电、钢铁等碳密集型行业提供低成本封存方案。

 

纳米医药革命:通用型载药平台新范式

        Caruso院士展示了生物材料基纳米颗粒平台的突破性进展。该平台通过模块化设计,可精准包载小分子药物、siRNA、mRNA及蛋白质,在肿瘤微环境等特定生物场景中实现可控释放。其技术路径已从新冠mRNA疫苗成功案例延伸至癌症靶向治疗领域,为个性化医疗开辟新赛道。

 

双碳目标下的催化革新:CO₂资源化四重路径

        Chen院士提出了催化技术驱动碳中和的系统方案:(1)热催化加氢制备甲醇等燃料;(2)页岩气耦合CO₂制备烯烃;(3)绿电驱动电催化还原合成高值化学品;(4)电热催化串联实现全流程增效。研究团队通过原位表征与理论计算揭示催化剂构效关系,为传统能源转型提供技术支点。

自然启发的工程哲学:跨尺度创新方法论

        Coppens教授首创的自然启发化学工程(NICE)体系,从生物输运网络、动态自组织等四大自然法则中提炼普适性原理,成功应用于燃料电池电极设计(仿生肺支气管分形结构)、催化剂载体优化(模拟细胞膜选择透过性)等领域,彰显“师法自然-超越自然”的创新逻辑。

 

        本次系列讲座深度聚焦联合国可持续发展目标,通过碳捕集封存、能源材料重构、绿色催化、仿生设计等技术矩阵,为化工学科参与全球治理提供多维解决方案。现场师生积极提问、讨论热烈,讲座展现出的前沿理论与产业痛点的深度耦合、跨学科研究范式的创新演绎,为破解“双碳”战略下的工程技术难题带来了重要启示。


(化学工程与生物工程学院供稿)