2018年6月23-25日，“黏土矿物精细加工技术”高级研修班在江苏盱眙成功举办。中国科学院兰州化学物理研究所甘肃省黏土矿物应用研究重点实验室主任王爱勤研究员与学员们分享了“黏土矿物的提纯技术和高值利用路径”，深受大家好评。

王爱勤研究员2017年入选“高被引科学家（2017 Highly Cited Researchers）”榜单，是获得“中国凹土都梁香兰奖”的第一人，长期致力于环境材料、矿物材料及纳米功能复合材料方面的研究，为此，粉体技术网对王爱勤研究员进行了独家专访。

王爱勤：习近平总书记说，“广大科技工作者要把论文写在祖国的大地上，把科技成果应用在实现现代化的伟大事业中”，目前成为越来越多的科研力量追求和践行的目标。在促进基础研究与产业有效结合方面，我们团队仍然在路上继续探索和实践中，但坚持需求牵引和着力解决制约产业发展瓶颈是促进基础研究与产业化有效对接的前提。

本世纪初，国家实施西部大开发战略。治理西部生态环境和发展干旱农业迫切需求高性能保水剂，而市售保水剂不耐盐碱和重复使用性能不佳。为此，根据西部土壤和气候特点，利用甘肃丰富凹凸棒石资源，创新性的开发了凹凸棒石有机无机复合保水剂，系统开展了不同矿点和各种处理方法凹凸棒石对吸水性能的研究，最终在胜利油田实现了产业化生产，同时在甘肃“读者林”基地、酒泉卫星发射基地、高速公路边坡、兰州市北山和旱作农业进行了近百万亩的应用试验，形成了“产品研发—产业生产—应用示范”的互动发展模式，达到了资源高值和生态恢复的双重目的。在该过程中，我们既开展了应用基础研究，发表了近百篇SCI论文，解决了保水剂制备和应用过程中的关键科学问题，又申请了数十件国家发明专利，与企业合作解决了产业化过程中的关键工艺问题，生产的保水剂成本降低了30%，而应用性能显著提升，满足了实际应用需求。

凹凸棒石棒晶长约1-5 μm，直径约20-70 nm，是一种天然的一维纳米材料。但较强的氢键和静电作用力，使天然凹凸棒石棒晶大多以鸟巢状或柴垛状聚集，成为制约凹凸棒石产业发展的关键瓶颈因素。多年来，研究者采用高速搅拌、超声、对辊、碾磨和冷冻等传统处理方式对凹凸棒石棒晶束进行了解离研究，但传统方法只能部分解离棒晶束，同时会损伤凹凸棒石晶体固有的长径比，影响凹凸棒石纳米性能的应用。为此，我们利用高压均质技术的空穴效应、碰撞效应和剪切效应，在保持棒晶固有长径比前提下，实现了凹凸棒石棒晶束的高效解离，达到纳米级分散；采用高压均质和溶剂处理结合工艺，解决了高效分散凹凸棒石棒晶在干燥过程中的二次团聚问题，揭示了不同极性溶剂与凹凸棒石表面的耦合机制及其防止棒晶二次团聚的作用机理，解决了凹凸棒石纳米化的关键科学和技术问题，与企业合作实现了产业化生产，实现了从矿物材料到纳米材料的应用。

多年来，我们团队的研究始终以应用需求为导向。为了密切产学研合作，在资源所在地江苏盱眙建立了研发中心，企业的现实需求就是我们的研发方向。通过与企业合作，开发的凹凸棒石无机凝胶、霉菌毒素吸附剂和棕榈油脱色剂等产品已实现产业化应用。目前，我们正在开发凹凸棒石有机/无机杂化抗菌剂，希望通过矿物功能材料的研发替代抗生素，为我国实现无抗养殖做出努力。

王爱勤：凹凸棒石在我国资源储量位居全球第一，主要分布在江苏、安徽、甘肃和河南等省。其中，江苏盱眙凹凸棒石产业经过30余年的发展，在国内已经形成产业集群，目前盱眙有凹凸棒石加工企业50余家。从研发的角度，已从8年前的“跟跑”实现了纳米矿物材料的“并行”，从资源高值利用的角度，已实现从矿物材料到纳米材料的华丽转身。主要做法是“政府大力支持，聚焦特色产业；构建创新平台，按需引进团队；突破产业瓶颈，助推转型升级”。该做法近期被中科院总结为十大院地合作模式之一。

2010年，盱眙凹凸棒石产业产值不到4亿元，地方政府认识到一个产业能否快速健康发展，关键取决于技术创新。为此，盱眙县人民政府高度重视技术创新，邀请我挂职科技副县长，筹建了“中国科学院盱眙凹土应用技术研发与产业化中心”。盱眙县政府每年拿出200万元设立开放课题，由中心根据企业需求来确定研究课题。作为中心主任，我们坚持“聚集人才、突破技术、驱动产业”为宗旨，先后引进中国科学院兰州化学物理研究所等6个团队入驻中心，通过“整体布局、资源共享、优势互补、错位发展”的协同创新机制，初步打造了江苏凹凸棒石产业高值利用产学研共同体，2017年产业产值达到20亿元。目前，已建成应用研究、高值化利用研究和凹凸棒石及其产品标准化和分析测试技术研究三个平台，初步形成了具有自主知识产权的技术成果创新与转移转化的链条，这是政产学研用共同努力的结果。

特别想说的是，产业的发展真的离不开政府的支持和引导。“十二五”期间，江苏省委省政府将凹凸棒石资源发展规划列入全省重点产业发展规划，给予重点扶持，正式提升为江苏战略。6年来，按照江苏省委省政府“一区一战略产业、一县一主导产业”的创新发展要求，通过深化产学研合作，在盱眙先后批准建立了“江苏省凹凸棒石材料产品检测技术重点实验室”、“江苏省凹凸棒石产学研产业协同创新基地”和“国家火炬计划特色产业基地”，同时中科院还支持了“江苏凹凸棒石产业关键技术创新体系与示范服务平台建设”，正是这些平台的支撑，使其在凹凸棒石前处理—深加工—纳米化—功能材料产业链形成方面迈出了坚实地一步。未来我们需要不断汇聚创新要素并整合创新资源，着力推进关键共性技术突破和科技成果转化，强化技术创新和引领示范服务，建立健全长效研发、管理和协同创新机制，进一步提升创新能力和服务水平。

王爱勤：破解黏土行业“高值低用”问题是个系统工程，需要企业、研发人员和国家政策导向共同发力。从企业的角度来说，企业要有追求技术创新的意识，并具备承接科研成果的能力，要有工艺、设备、检测等方面的技术人员，同时对科研成果的转化要有耐心。目前因为小试成果普遍缺失中间放大环节，在产业化过程中肯定会暴露许多问题，需要产学研协同解决问题。产品的附加值越高，对设备和工艺的要求也越高。

从研发的角度来讲，研究人员更要关注制约产业发展的瓶颈。目前创新资源、创新力量较分散，重复研究现象也比较突出，技术创新以实验室、小试为主，侧重于解决材料的有无问题，工业化技术研究平台和团队欠缺。黏土矿物是大自然赐予我们的独特资源，每一种矿都有独特的性能，目前研究重点多是在替代研究上，如凹凸棒石如何替代膨润土，高岭土如何替代膨润土等等，未来我们应该去深度挖掘每一种矿的独特性能和关键应用技术。研究人员不仅要开发产品，更要开发绿色化、智能化制备工艺。

矿物功能材料是国民经济社会发展和高新技术产业发展的重要支撑材料。近5年来，矿物功能材料成为国内外材料学研究的热点之一，全世界矿物材料近一半的SCI论文出自中国学者，我国已成为世界上矿物材料研究的主力军，但制约矿物材料高值利用的关键共性问题整体没有取得实质性突破，矿物材料产业的高端产业链还没有形成。业界普遍认为其主要原因是“我国矿物材料研究“碎片化”现象比较严重，缺少工程化应用示范，“产学研用”协同创新机制尚未真正形成”。目前国家已经意识到这一点，正在逐步完善科研资助和成果转化机制，重点推动产学研的合作。

在新常态下要助推我国矿物功能物材料产业健康发展，就要加快构建矿物功能材料政产学研共同体建设，破解产学研协同“碎片化”现象。在国办发〔2016〕34号文件《国务院办公厅关于促进建材工业稳增长调结构增效益的指导意见》中明确指出，支持企业加快先进无机非金属材料和矿物功能材料的产业化，着力提高关键材料保障能力，更好满足下游产业需求。在工业和信息化部印发的《建材工业发展规划（2016-2020年）》中，明确了绿色建材生产和应用、关键材料保障能力提升、矿物功能材料发展、协同处置推广、“三品”行动推进、服务平台建设等六大重点工程。矿物材料要有大发展，就必须以解决重大关键技术问题为导向，充分释放各类创新要素的活力，形成学科交叉和上中下游互动的科研组织模式。

未来我们需要坚守的是，始终立足世界科技前沿和市场需求，遵循现代科学研究的范式和高端产品开发模式，不断提高我国在矿物材料和产品的国际影响力；需要完善的是，目标应该更加着眼于重大的现实需求和制约我国矿物功能材料发展的根本性问题，更加关注原创性思想的培育与高端产品开发，更加增强创新的自信心。为此，产学研各在要找准在科技创新价值链中的定位，充分发挥各自特长，而不是以己之短，补人之长。

黏土矿物长期以来我们只是把它当“土”应用，要实现从矿物材料到纳米材料的华丽转身，我们需要做的工作还很多。当前我国不论是在精细加工技术及装备自动化，还是在矿物功能材料产品开发，抑或综合循环利用，上下游产业链全贯通，产学研一体化等等，都是亟需解决的重要课题。在构建矿物功能材料政产学研共同体建设中，创新驱动最为重要，我们应将规划、研发、转化、专利和标准建设融为一体，通过学科交叉、协同创新，最终助推矿物材料的高值和可持续利用。