近日,南京师范大学食品与制药工程学院刘启成老师,携碳行者暑期社会实践团队成员硕士研究生谭忠发同学、本科生施嘉旺同学,以及博士研究生杜菲同学,先后赴江苏省金湖中学开展了3场科普课堂。
主题:“‘碳’索未来:舌尖上的碳中和征途”
主讲人:谭忠发、施嘉旺
首先,施嘉旺以绿色可持续发展与高中课本上生物化学知识以及一些生活场景为着力点,指出自然界的碳循环依赖呼吸作用与光合作用维持平衡,食品生产过程可依据这些生物化学原理实现低碳,食物包装升级、废弃食物处理等也是实现碳收支平衡的关键环节。然后详细介绍了食品大健康理念与碳中和食品,并通过三种实现食品碳中和的具体应用,包括腐殖酸可增加土壤有机碳含量、替代化肥减少碳排放,PLA - 聚乳酸酯以及微藻的应用,讲述了助力碳中和的多种方式。最后通过榜样的力量,传递以邢沁浍博士和黄和院士等科研工作者为代表的科研故事,激励高中生弘扬和践行科学家精神,厚植爱国主义情怀,为绿色可持续发展贡献力量。
“双碳”目标既需要实现生产方面的碳收支平衡,也要实现处理的碳收支平衡,黄和院士团队在塑料分解方面也取得相关成果,能够助力碳中和的实现,接下来谭忠发为同学们作了“BHETase的发掘与机理引导的工程改造用于PET的回收循环和升级再造”的报告,指出“与传统的物理和化学工艺相比,利用微生物和酶进行生物降解是一种环保且可持续的方法,能耗更低、二氧化碳排放量更少且不会污染地下水。”最后为同学们介绍了这一研究的结论:双酶系统可以将PET降解为均质单体TPA,开发“化学→生物串联工艺”实现闭环回收与开环升级。
主题: 乐高式造油:把微生物改造成“超级油壶”
主讲人:杜菲
杜菲以“乐高式造油:把微生物改造成超级油壶“为题,用乐高比喻细胞工厂的构建,生动的讲解了如何通过合成生物学手段改造微生物实现ω-3多不饱和脂肪酸的高效生产。从青蒿素到单染色体酵母,从基因编辑技术开发到人工合成淀粉,她以四大里程碑为例向同学们讲述了合成生物学的精妙之处,激励广大学子对合成生物学的好奇心,鼓励学子敢于创新,勇于拼搏,把好奇心当燃料,把课本公式写进细胞蓝图,用少年脑洞为中国绿色制造按下加速键!
主题:燃料电池与半燃料电池的发展,以及锂、钠、钾电的困境与挑战
主讲人:刘启成
刘启成老师以“双碳”战略背景为着力点,先后介绍了以锂电、钾电、钠电、燃料电池、半燃料电池等主流商业化新型动力电池器件。目前,锂离子电池虽为碳中和关键技术,但面临全球90%锂资源依赖进口的严峻挑战。刘启成老师指出,中国碳酸锂需求量持续攀升,亟需开发替代方案:钠/钾离子电池凭借资源丰富性成为战略选择,其中钾电池因更易实现高能量密度,在储能领域潜力显著,技术突破需聚焦电极材料优化与电解质改进,以提升循环稳定性及低温适应性。随后,刘启成老师以高中化学氧化还原反应知识板块为切入点,详细解析了氢氧燃料电池、直接液体燃料电池和锌—空气电池的反应原理和工作模式,并通过现阶段的最新研究进展,为同学们介绍了科研思维和国际先进技术。
最后,希望金湖中学的同学们,手中的笔不仅书写着青春的篇章,更是在为未来的蓝图勾勒轮廓。每一份努力,都是向未知世界迈进的坚实步伐。未来属于勇于探索、不懈努力的你们。在未来的广阔天地里,每一份努力都将点亮人类进步的明灯。