隨中國海水淡化技術(shù)一同成長

訪談?wù)碚甙?? 高從堦，1942年11月出生于山東即墨，海洋化學(xué)學(xué)家，浙江工業(yè)大學(xué)教授，長期從事海水淡化和液體分離膜工程技術(shù)研究與開發(fā)工作。1965年畢業(yè)于山東海洋學(xué)院化學(xué)系，1967—1969年參加全國海水淡化會戰(zhàn)，1982—1984年在加拿大滑鐵盧大學(xué)作訪問學(xué)者，1995年當(dāng)選為中國工程院院士。高從堦是我國膜分離領(lǐng)域的首位院士，也是海水淡化領(lǐng)域唯一的院士，他的科研經(jīng)歷始于20世紀(jì)60年代，他幾乎完整地參與和見證了我國膜法海水淡化技術(shù)的發(fā)展過程。

一般而言，對于技術(shù)演進的思考可以從技術(shù)、社會和人三個維度進行考量，三者有機聯(lián)系共同構(gòu)成了技術(shù)演進的圖景。而人作為技術(shù)與社會相互型塑的紐帶，又是技術(shù)思考的核心。高從堦的學(xué)術(shù)成長之路對于研究我國膜法海水淡化技術(shù)的演進歷程具有獨特的意義。2015年12月—2018年12月，筆者從事海水淡化科技管理工作期間，數(shù)次對高從堦院士進行信件交流和訪談，試圖通過探索他的成長背景、工作經(jīng)歷、學(xué)術(shù)成就及影響，從一個側(cè)面反映我國膜法海水淡化技術(shù)的發(fā)展。

受訪人： 高從堦

訪談人： 溫菲

訪談時間： 2018 年11 月3日，書面交流; 第一次訪談： 2018年12月11日，天津;第二次訪談： 2018年12月12日，天津

中圖分類號 ? N092

文獻標(biāo)識碼 ? A

一 ? ?向海而生，考入海洋學(xué)院

溫菲（以下簡稱“溫”）：高院士，您在海邊出生長大、在海洋大學(xué)學(xué)習(xí)，又一直從事海水淡化工作?？梢哉f，您和海洋打了一輩子交道。我想請您談?wù)勀娜松?jīng)歷。

高從堦（以下簡稱“高”）：好的。我是1942年11月出生，家鄉(xiāng)在山東省即墨縣西元莊，位于膠東半島上。父母都是普通農(nóng)民，家里還開過一個小賣鋪。我記得小時候農(nóng)村孩子很少可以進入學(xué)校接受教育，但是我的姐姐卻說，“你在家里干啥，上學(xué)去吧”！就這樣，1948年秋天，姐姐把我送進舊小學(xué)，那時候我還不到6周歲。

1949年5月，即墨解放，我開始接受新式教育。我的年齡比班級里其他同學(xué)要小一些，不過成績還不錯、興趣也挺多，小學(xué)四年級，我當(dāng)上少先隊大隊長。當(dāng)時正值朝鮮戰(zhàn)爭后期，記得我們在輔導(dǎo)老師的指導(dǎo)下，除了努力學(xué)習(xí)，還要開展抗美援朝的宣傳活動，捕鼠殺蟲，反對細菌戰(zhàn)、反對戰(zhàn)爭、熱愛和平。

1954年秋天，我們村有兩位上線生，我和另一位同學(xué)進入即墨二中。初中二年級，我成為少先隊大隊委員，提前加入新民主主義青年團，并被推薦參加青島少年夏令營。在那次夏令營中，我學(xué)會了在大海中游泳，學(xué)習(xí)了海洋知識、艦船模型制作和繪畫等。之前我對大?？赡芤呀?jīng)習(xí)以為常，但那次夏令營讓我第一次對神奇廣袤的海洋充滿了各種想象。

溫：那時候，您有想過以后學(xué)習(xí)海洋專業(yè)或者從事海洋工作嗎？

高：當(dāng)時在毛主席“開發(fā)礦業(yè)”的號召下，無數(shù)熱血青年都把“為祖國尋找寶藏”作為人生的理想。那時極為流行一首《勘探隊之歌》：“是那山谷的風(fēng)，吹動了我們的紅旗;是那狂暴的雨，洗刷了我們的帳篷……”再加上我們班主任是教地理的，講課講得特別好，我就想著以后要做一位地質(zhì)勘探隊員。不過，地質(zhì)勘探隊員需要有一個強壯的身體。所以，我就在體育鍛煉方面下功夫，堅持長跑、游泳、打乒乓球。

溫：后來，您又為何選擇海洋大學(xué)學(xué)習(xí)化學(xué)專業(yè)？

高：1957年，我考入青島市第九中學(xué)。課堂上，知識淵博、治學(xué)嚴謹?shù)睦蠋焸兘o我留下深刻的印象。特別是擔(dān)任化學(xué)課程的劉宗鍔老師，他饒有趣味地講述化學(xué)的妙處、講述生活中處處充滿化學(xué)的鮮活案例，以及那些有趣的科學(xué)實驗，讓我覺得化學(xué)特別有意思，就想以后我要去北京化工學(xué)院學(xué)化學(xué)。有了這個念頭，學(xué)習(xí)熱情就高漲起來。當(dāng)時我住的地方離學(xué)校有3公里遠，每天就提早起床步行上學(xué)。到了高中三年級，又趕上三年困難時期，吃飯吃不飽、學(xué)習(xí)環(huán)境差，但是一直保持著高昂的學(xué)習(xí)熱情。

高考填報志愿的時候，最開始我填報的是北京化工學(xué)院化學(xué)專業(yè)。當(dāng)時我是班團支部宣傳委員，團支部書記看到我的志愿后，勸說我報考青島當(dāng)?shù)氐母咝?。那個年代高考還要政治審查，由于我的父親開過一個小賣鋪，家庭成分就被劃定為中農(nóng)。團支部書記擔(dān)心北京的高校會因為家庭成分而不錄取我。我就想起初中參加夏令營的那段經(jīng)歷，想到大海的神奇，覺得報考山東海洋學(xué)院化學(xué)系也不失為一個選擇。

二 ? ?邂逅恩師，了解海水淡化

溫：您進入大學(xué)時，還處于三年困難時期。當(dāng)時情況怎么樣？

高：我是1960年上大學(xué)的，當(dāng)時三年困難時期尚未結(jié)束，物資奇缺，吃飯都要憑票供給。雖然生活比較艱苦，但是同學(xué)們的學(xué)習(xí)熱情卻很高。對于我們這些目睹過戰(zhàn)爭、饑餓和苦難的同學(xué)們，一心想的是建設(shè)祖國、為祖國奉獻一生，所以非常珍惜學(xué)習(xí)的機會。除了學(xué)習(xí)各種課程，還要進行抗災(zāi)斗爭。有一次，我們到青島郊區(qū)的棘洪灘村安營扎寨、打井墾荒，當(dāng)時我還寫了一首詩歌，大概意思是“師生抗災(zāi)棘洪灘，犁地播種揮熱汗，饑渴勞累全等閑，金秋豐登盡笑顏”，準(zhǔn)備在業(yè)余時間為大家朗誦。誰知領(lǐng)隊楊靖先教授無意中看到了，一定要親自朗誦，鼓舞大家的斗志。除了救災(zāi)，我們還到青島醫(yī)學(xué)院附屬醫(yī)院為燒傷病人義務(wù)獻血?？梢哉f， “做一個又紅又專的合格大學(xué)生”就是那個年代大學(xué)生的真實寫照。

溫：您是如何接觸到海水淡化的？

高：大學(xué)期間，時任化學(xué)系系主任的閔學(xué)頤①教授，當(dāng)時正在開展海水淡化反滲透膜的研究。1958年，中國科學(xué)院化學(xué)研究所的朱秀昌②研究員研制出我國第一張離子交換膜[1]，參與研制工作的海軍166部隊石松③副研究員，后來曾就海水淡化的研究進展與閔教授進行過交流。20世紀(jì)60年代初期，美國加利福尼亞大學(xué)的科學(xué)家洛布（Sidney Loeb）和索里拉金（Srinivasa Sourirajan）使用醋酸纖維素研制出世界上第一張可實用的反滲透膜，脫鹽率可以達到98%以上。閔教授迅速意識到膜技術(shù)是海水淡化發(fā)展的新方向，也是海洋化學(xué)發(fā)展的新動向，并開始著力培養(yǎng)海洋化學(xué)的前沿性人才。就這樣，我和一些同學(xué)開始了解膜法海水淡化技術(shù)研究。閔教授治學(xué)嚴謹、追求完美，對學(xué)業(yè)的要求幾乎到了苛刻的程度，對我影響很大。

溫：還有哪些老師對您影響比較大？

高：我還記得一位英文老師。由于歷史原因和現(xiàn)實需要， ?蘇聯(lián)一直是我們的“老大哥”，所以當(dāng)時學(xué)校多教授俄文而不是英文。大學(xué)五年級①時，山東海洋學(xué)院特別有遠見地讓部分俄文成績優(yōu)異的學(xué)生選修英文。也就是那時候，我才有機會在老師的指導(dǎo)下，學(xué)習(xí)了近一年的英語。雖然那位英文老師曾被劃為右派，但他的教學(xué)水平卻特別高。也正是在這位右派老師的引導(dǎo)下，我們很快入門了，后來又通過自學(xué)等方式掌握了英語這門語言，為后期從事科研奠定了必要的語言基礎(chǔ)。

三 ? ?淡化會戰(zhàn)，事業(yè)與水結(jié)緣

溫：畢業(yè)后，您就開始從事海水淡化研究嗎？

高：當(dāng)時畢業(yè)之后都是國家統(tǒng)一分配，“我是革命一塊磚，哪里需要哪里搬”！1965年大學(xué)畢業(yè)后，我被分配到國家海洋局第一海洋研究所（以下簡稱“一所”）海洋化學(xué)研究室。當(dāng)時，海洋化學(xué)主要研究海水淡化、海水直接利用、海水綜合利用、海洋防腐蝕等方面的技術(shù)，特別是海水淡化，國家有這方面的需求，軍隊也需要這個技術(shù)。正好我大學(xué)期間接受過相關(guān)科研訓(xùn)練，就主要從事海水淡化研究。

溫：當(dāng)時政治運動比較頻繁，對工作有什么影響？

高：剛參加工作時，研究還沒有正式起步，所里就派我到青島棘洪灘參加了近一年的農(nóng)村“四清運動”。等我回到所里，“文化大革命”已經(jīng)開始。我就有些迷茫了，更加令我難以置信的是，我最為尊敬的閔學(xué)頤教授、當(dāng)時國內(nèi)有名的反滲透不對稱膜研究技術(shù)專家自殺，讓我受到極大的觸痛！如果不是受到閔教授的影響，我都不一定會選擇海水淡化作為研究方向。我是又難過又無助，我都不敢想象海水淡化研究是不是也要停滯不前了。但在當(dāng)時，除了掩飾住內(nèi)心的悲痛，我明白只有潛心科研、做好海水淡化，才是對閔教授最好的告慰。

由于國家和軍隊的需求，1967年8月，國家科委委托國家海洋局組織的全國海水淡化會戰(zhàn)緊鑼密鼓地開展了起來。當(dāng)時的場景，大概和我們今天已經(jīng)熟知的“兩彈一星”等那個時期僅有的幾項科學(xué)實驗差不多。全國多系統(tǒng)、多專業(yè)，包括水處理和分析化學(xué)、材料化學(xué)、流體力學(xué)等各個學(xué)科的科研人員被組織了起來，海水淡化會戰(zhàn)在北京、青島和上海同時展開。由中國科學(xué)院、國家海洋局、機械工業(yè)部和部分高校等20余家單位的技術(shù)專家組成的研發(fā)團隊，在朱秀昌研究員和石松副研究員等的指導(dǎo)下，投入到了海水淡化的科研工作之中。

溫：您是如何被選中參加全國海水淡化會戰(zhàn)的？

高：一所作為國家海洋局的研究機構(gòu)，其主體就是服務(wù)國家海洋局，提供國家所需的科技支撐。再加上該所就是從海軍來，具有軍人的紅色基因，國家和軍隊需要海水淡化，所里當(dāng)然要義不容辭地派出技術(shù)骨干參與這項工作。然而，由于趕上“文化大革命”，所里那些教授、研究員成了“資產(chǎn)階級專家”“反動學(xué)術(shù)權(quán)威”。當(dāng)時我才25歲，只是一名實習(xí)研究員。出身中農(nóng)，家庭成分不算很好但也不算太壞，多多少少還了解一些海水淡化，各方面表現(xiàn)還不錯。所里就決定抽調(diào)我這樣的一些人去參加會戰(zhàn)。當(dāng)接到通知時，我就想這是開展海水淡化研究的難得時機。作為一位科研人員，還有什么比從事研究、讓技術(shù)為國家和人民服務(wù)更重要的事情？再加上當(dāng)時的環(huán)境，能夠從事科研是多么不容易啊，我就欣然接受任務(wù)。

溫：北京、青島和上海等幾個會戰(zhàn)點是怎么分工的？

高：按照當(dāng)時會戰(zhàn)的任務(wù)分工，青島和北京主要進行反滲透法的研究，上海主攻電滲析技術(shù)。青島會戰(zhàn)點設(shè)在中國科學(xué)院海洋研究所，北京會戰(zhàn)點設(shè)在中國科學(xué)院化學(xué)研究所，任務(wù)是研制性能優(yōu)異的反滲透膜，并制作小型的反滲透海水淡化樣機，實現(xiàn)直接從海水制取淡水。上海會戰(zhàn)點主要是研制和放大異相離子交換膜、整套電滲析裝置（電極和隔板等）和針對性地解決除鹽電滲析器在運行中的一些問題，以利于推廣應(yīng)用。

一開始我和同事們在青島進行反滲透膜的研究與開發(fā)。我記得上大學(xué)時閔教授演示過反滲透海水淡化實驗，可是這個膜究竟是怎么做出來的，又該做成什么樣？我們并沒有太多經(jīng)驗。而且，從膜到樣機，把海水變成淡水，要比演示實驗復(fù)雜多了。這是一套全流程的技術(shù)研發(fā)工作，從前期資料的收集，到膜材料的選擇、膜的制備配方和成膜工藝、膜性能的測試和評價，再到膜尺寸的放大、設(shè)備的選擇和加工，最終到小型樣機的設(shè)計、加工、測試和現(xiàn)場運作，處處充滿未知數(shù)。為了盡快完成會戰(zhàn)任務(wù)，我們夜以繼日地實驗、實驗再實驗。除了每周六半天的整編教育學(xué)習(xí)，大家按照膜材料、膜配方、制膜工藝、測試評價等實驗分工，一心撲在會戰(zhàn)上。起初，我主要從事膜性能測試工作。隨著理論知識的豐富和業(yè)務(wù)經(jīng)驗的積累，后來我又加入到反滲透膜的制備工作中。在專家指點和自身努力下，我們這些年輕人逐漸成長起來，成為會戰(zhàn)的主力之一。當(dāng)時北京會戰(zhàn)點也在研究反滲透膜，有時候我們還要在青島和北京兩地奔波。由于有些同事已經(jīng)成家，我還是單身，就提出自己可以在北京多待一段時間，有時一待就是一百來天。

溫：那么反滲透膜是如何研制出來的？

高：之前閔教授進行過初步研究，但是對溫度要求比較苛刻，需要在低溫環(huán)境下。當(dāng)時，大家從美國商務(wù)部出版局（PB）公開報告中，得知常溫下使用甲酰胺作為添加劑可以制備醋酸纖維素膜，并用于海水淡化。但是，選用什么樣的醋酸纖維素、選用什么樣的溶劑，在什么條件下能夠做出來，不少細節(jié)都是保密的。我們在中國科學(xué)院海洋研究所的實驗室里，從材料到配方、再到生產(chǎn)條件，一次又一次地反復(fù)實驗，研究逐步取得突破。1968年初，我們研制出高性能的醋酸纖維不對稱反滲透膜，脫鹽率可以達到96%以上。這就首先實現(xiàn)了我國反滲透膜從無到有的目標(biāo)，大家由衷地開心，看到希望了！國外有的，我們通過各種辦法把它做出來、把它變成現(xiàn)實，這也是我們這一代人要解決的問題。

溫：從膜到樣機，又是怎樣的過程呢？

高：從膜到樣機并不是一件容易的事。就從膜組器技術(shù)來說，應(yīng)該是板式、管式還是中空纖維狀呢？經(jīng)過成千上百次的實驗，我們終于完成反滲透脫鹽法日產(chǎn)1噸淡水的板式海水淡化器的技術(shù)設(shè)計?？墒?，圖紙設(shè)計出來了，材料從哪里獲取呢？那時候物資奇缺、供應(yīng)緊張，尋找那些多孔板、承壓板甚至橡膠圈等材料都極其困難，高壓泵之類的物資更是難上加難。我們費盡心思，終于在上海的一家小型泵廠找到了高壓泵。而那些不太復(fù)雜的材料，大家就發(fā)揮聰明才智，自己設(shè)計加工。憑著這股干勁，1969年初，我們最終研制出板式反滲透海水淡化樣機，并在青島的朝連島上完成半年多的現(xiàn)場運轉(zhuǎn)任務(wù)。與此同時，上海會戰(zhàn)點的電滲析研究任務(wù)也實現(xiàn)了會戰(zhàn)預(yù)定目標(biāo)。1969年12月，歷時約兩年四個月的全國海水淡化會戰(zhàn)，以制備出可以穩(wěn)定產(chǎn)水的小型海水淡化器為標(biāo)志，正式結(jié)束。

四 ? ?膜法神奇，海水可變淡水

溫：會戰(zhàn)結(jié)束后，您調(diào)到了國家海洋局第二海洋研究所（以下簡稱“二所”）？

高：會戰(zhàn)結(jié)束了，但是海水淡化研究并沒有結(jié)束。為了進一步研發(fā)海水淡化技術(shù)，參與會戰(zhàn)的主力被保留下來。由于當(dāng)時一所進行海水淡化研究的場地還是租借的，而二所剛剛籌建不久，有空置的房子可以安置會戰(zhàn)期間使用和研發(fā)的儀器設(shè)備。按照國家海洋局的規(guī)劃，集中相關(guān)人員到二所，并專門成立一個海水淡化研究室。1970年3月5日，我和其他兩位同事，帶著資料、試劑、儀器、設(shè)備以及簡單的行李，首批從青島來到杭州，繼續(xù)進行海水淡化膜技術(shù)的研究。

溫：當(dāng)時海水淡化的研究狀況如何？

高：經(jīng)過會戰(zhàn)的集中攻關(guān)，電滲析法技術(shù)進展比較快，并從海水淡化領(lǐng)域拓展到苦咸水淡化、污水凈化以及礦區(qū)地下水淡化。而在反滲透膜方面，研究只是剛剛起步。當(dāng)時國外相關(guān)研究水平較高，我們就通過國家海洋局海洋科技情報研究所等情報部門的資料，查看國外海水淡化的研究進展。為了更深入地了解國外最新的研究技術(shù)，我就堅持不懈地收聽上海臺的英語廣播，下功夫?qū)W習(xí)英語。

除了借鑒國外的研究資料，我們還在會戰(zhàn)研究的基礎(chǔ)上，繼續(xù)從材料、設(shè)備、工藝技術(shù)到各參數(shù)調(diào)控方面，探索制備中空纖維和卷式反滲透膜組件。當(dāng)時，美國杜邦公司先后推出了B-9芳香聚酰胺中空纖維反滲透膜苦咸水淡化器和B-10海水淡化器，引起科技界和工程界的注意，我國也開始嘗試相關(guān)研究。由于日本在這方面的技術(shù)比較先進，我就決心學(xué)習(xí)日語。從1973年起，連續(xù)兩年多，我差不多每天晚上都要去杭州大學(xué)學(xué)習(xí)兩個小時的日語。后來，我們翻譯并引進很多相關(guān)的日文資料和專利，為我國的膜技術(shù)研究提供了不少有價值的信息。

溫：當(dāng)時您主要從事哪方面的研究？

高：一開始，我主要在開展芳香聚酰胺中空纖維反滲透膜研究。1974年，時任二所副所長的石松研究員，推薦我作為“中空纖維反滲透膜和組器研究”①課題負責(zé)人。當(dāng)時課題組共4個人，在充分分析國內(nèi)外相關(guān)研究的發(fā)展現(xiàn)狀以及既有研發(fā)經(jīng)驗的利弊后，我們決定放棄之前的研究，開展三醋酸纖維素（CTA）中空纖維形成的熱致相分離研究。以CTA為原料的中空纖維膜研制，在我國尚屬首例。我們克服資料少、原料短缺、設(shè)備改造等困難，對熱致相分離過程中熔化、擠出、蒸發(fā)、降溫、分相、收集拉伸、熱處理及膜的致密層取向和控制等方面進行逐一探討和分析，通過一次又一次的反復(fù)實驗和測試，終于摸索出合適的溶劑、添加劑以及壓力式進料擠出、分段變溫加熱熔融、擠出后蒸發(fā)和降溫的調(diào)控、膜分相和取向結(jié)構(gòu)保證等條件[2]。

溫：據(jù)了解，這個項目持續(xù)了將近8年。期間我國海水淡化發(fā)展情況怎么樣呢？

高：這些年來，就國家層面來看，從《1975—1985年全國海水淡化科學(xué)技術(shù)發(fā)展規(guī)劃》到國家科委海洋專業(yè)組海水淡化分組的成立，從芳香聚酰胺膜材料的制備到反滲透卷式淡化組件的研制，從反滲透元板式玻璃鋼淡化器脫鹽試驗到西沙日產(chǎn)200噸淡水電滲析海水淡化裝置現(xiàn)場運轉(zhuǎn)，海水淡化發(fā)展開始步入繁榮期，新的材料不斷涌現(xiàn)，新的應(yīng)用領(lǐng)域持續(xù)拓展。就具體工作而言，我和同事們一起攻克一系列CTA中空纖維膜制備、結(jié)構(gòu)和性能的調(diào)控和檢測、中空纖維組器設(shè)計和制造工藝、中空纖維黏合成型技術(shù)、組器的配套應(yīng)用技術(shù)等難題，終于使CTA中空纖維反滲透膜和組器研制成功并實用化，其性能與當(dāng)時國際同類產(chǎn)品相當(dāng)。我國自主研發(fā)、自主設(shè)計、自主生產(chǎn)的中空纖維反滲透膜，具有操作壓力低、透水量大的優(yōu)點，可以廣泛地應(yīng)用于純水制備和苦咸水淡化。當(dāng)時，國外產(chǎn)品單價大約為1萬5千元，而我國生產(chǎn)的中空纖維反滲透膜價格為5千元左右。企業(yè)競相購買，甚至反饋使用效果優(yōu)于國外同類產(chǎn)品。國外企業(yè)不得不調(diào)整價格，相關(guān)產(chǎn)品應(yīng)聲降價30—50%。

五 ? ?留學(xué)歸來，推動應(yīng)用研究

溫：1978年全國科學(xué)大會之后，對您有什么影響？

高：科學(xué)大會后，“科學(xué)技術(shù)是生產(chǎn)力”深入人心，科技人員深受鼓舞，煥發(fā)出極大的熱情和積極性。在改革開放的政策影響下，我國開始拓寬與西方國家聯(lián)系和交流的渠道。1982年2月，我以訪問學(xué)者的身份赴加拿大滑鐵盧大學(xué)進修學(xué)習(xí)。留學(xué)期間，學(xué)習(xí)了化學(xué)工藝、計算機應(yīng)用、化學(xué)化工進展等課程，參加了膜分離國際會議，拜訪了膜分離奠基人索里拉金，對國際海水淡化研究的發(fā)展動態(tài)有了更多了解。當(dāng)時國際上正在開展復(fù)合膜、荷電膜等相關(guān)方面的研究，我和導(dǎo)師一起進行了離子交聯(lián)聚丙烯酸（PAA）和磺化聚苯醚（S-PPO）與聚乙烯醇（PVA）互穿網(wǎng)絡(luò)等荷電和復(fù)合膜研究，并在國際上首次采用離子交聯(lián)復(fù)合法、功能團等當(dāng)量反應(yīng)法和孔徑熱保護法等制備多種荷電和復(fù)合膜，最終完成兩篇有關(guān)荷電膜研究的科研論文。

溫：學(xué)成歸國后，您主要開展了哪方面的研究？

高：我是1984年3月回國的。當(dāng)時為了更好地促進膜技術(shù)和海水淡化的發(fā)展，國家海洋局以海水淡化研究室為主體，組建了國家海洋局杭州水處理技術(shù)研究開發(fā)中心。在這個新的平臺上，我就在想我國的膜技術(shù)該如何發(fā)展。一方面要考慮新的膜材料膜工藝。當(dāng)時國際上荷電膜是一個熱點，結(jié)合訪學(xué)期間的研究心得，我決定以荷電膜為突破口，在國內(nèi)率先開展聚合物多元合金膜的研究，申報并承擔(dān)國家回國人員科技活動資助項目“荷電膜及性能研究”①。在基礎(chǔ)研究方面，通過探索多元合金溶液順序凝膠對膜孔徑、孔徑分布的影響以及材料親疏水和荷電強弱與膜孔徑和性能之間的關(guān)系，為提高膜性能和增加膜品種奠定了基礎(chǔ)。在評價方法上，我們首創(chuàng)荷電壓力驅(qū)動膜的流動電位（SP）測定法，為推動荷電膜的研究和應(yīng)用提供技術(shù)支撐。另一方面要優(yōu)化已有的成膜工藝。1986年，我主持國家科技攻關(guān)項目“中鹽度苦咸水淡化用反滲透膜及組器研究”②，進一步改進中空纖維反滲透膜的成膜工藝，最終使CTA中空纖維反滲透膜和組器的性能得到顯著提升。

溫：膜技術(shù)具有哪些應(yīng)用價值呢？

高：膜分離技術(shù)作為一種重要的化工分離手段，可以應(yīng)用于海水和苦咸水淡化、工業(yè)污水凈化以及食品和醫(yī)藥領(lǐng)域的濃縮等方面。在加拿大訪學(xué)期間，我曾經(jīng)了解過芳香族聚酰胺反滲透復(fù)合膜，但是我國尚未開展相關(guān)研究。1986年，我們在國內(nèi)率先開展這項研究。1989年，“均苯三甲酰氯的合成和新型復(fù)合膜的研究”項目立項。在國家自然科學(xué)基金項目資助下，我們與上海焦化廠研究所合作，合成界面聚合成膜的關(guān)鍵單體-均苯三甲酰氯。有了這一關(guān)鍵原料后，我們反復(fù)試驗，終于解決了聚砜底膜的制備、水和油兩相界面聚合的配方、成膜條件與調(diào)控以及后處理等一系列關(guān)鍵技術(shù)，在實驗室研制出國內(nèi)第一張小試的芳香族聚酰胺反滲透復(fù)合膜。

20世紀(jì)80年代后期，一種新型分離膜納濾膜問世。憑經(jīng)驗，我意識到這是一種特殊而又很有前途的分離膜品種。1988年，我們在國內(nèi)開始進行納濾膜的應(yīng)用基礎(chǔ)研究，并結(jié)合實驗室的既有優(yōu)勢，相繼研發(fā)了醋酸-三醋酸纖維素（CA-CTA）納濾膜、磺化聚醚砜（S-PES）涂層納濾膜、芳香聚酰胺復(fù)合納濾膜和其他荷電材料的納濾膜，建立了制膜、評價設(shè)施，中試了滲濾純化和濃縮過程;1992年，與上海染化八廠合作，用4英寸的卷式納濾組件在國內(nèi)首次實現(xiàn)活性染料脫鹽純化的工業(yè)應(yīng)用。

溫：您是如何推動膜技術(shù)走出實驗室的呢？

高：那時候我意識到反滲透復(fù)合膜具有較好的應(yīng)用潛力，就決定推動復(fù)合膜在海水淡化等水處理領(lǐng)域的應(yīng)用。在國家自然科學(xué)基金項目的資助下，我與同事們一起在復(fù)合膜小試的基礎(chǔ)上，從建立潔凈室到設(shè)計建造自動化程度較高的大型支撐膜制膜機和復(fù)合膜制膜機，最終在國內(nèi)最先建立芳香族聚酰胺反滲透復(fù)合膜中試生產(chǎn)線，并不斷改進完善設(shè)備和工藝參數(shù)，順利完成復(fù)合膜的放大試驗，為工業(yè)化放大奠定了良好基礎(chǔ)①。之后，我與在美國有復(fù)合膜制造經(jīng)驗的王道新博士等合作，引進當(dāng)時先進的關(guān)鍵設(shè)備，在國內(nèi)最先建成芳香族聚酰胺反滲透復(fù)合膜生產(chǎn)線，產(chǎn)品得到較廣泛的推廣應(yīng)用，初步實現(xiàn)反滲透復(fù)合膜的產(chǎn)業(yè)化。

水處理領(lǐng)域涉及多個方面。我們還在分析國外人工腎反滲透水處理裝置基礎(chǔ)上，試制專用高壓泵，選用合適的反滲透裝置，解決預(yù)處理和后紫外消毒等問題，經(jīng)浙江醫(yī)院等試驗后推廣應(yīng)用②。與南京依維柯汽車制造廠合作，研制出處理陰極電泳漆的HNA型復(fù)合超濾膜和NH型超濾器，實現(xiàn)陰極電泳漆循環(huán)回用③;與留學(xué)美國的李東研究員合作，用美國的雙極膜，在國內(nèi)最先進行雙極膜電滲析從甲酸鈉制備甲酸和氫氧化鈉的研究和中試試驗，為國內(nèi)新型離子交換膜的研究和雙極膜的應(yīng)用展示了新的內(nèi)容。隨著應(yīng)用領(lǐng)域的拓展，我國的膜技術(shù)也在不斷發(fā)展，并成為解決人類面臨的能源、資源和環(huán)境等領(lǐng)域重大問題的共性技術(shù)。

六 ? ?追求創(chuàng)新，研究永無止境

溫：1995年，您當(dāng)選為中國工程院院士后，主要開展哪方面的研究？

高：院士就是一個學(xué)術(shù)稱號，只有做得更多、做得更好，才能不辜負這個沉甸甸的榮譽。當(dāng)選院士后，我?guī)ьI(lǐng)著研究團隊繼續(xù)奮斗在膜技術(shù)研究的第一線，深入開展反滲透膜、納濾膜和相關(guān)組器以及荷電和多元合金超濾膜的研究開發(fā)及其應(yīng)用。在國家高技術(shù)研究發(fā)展計劃（863計劃）、國家重點基礎(chǔ)研究發(fā)展計劃（973計劃）等項目資助下，我們團隊相繼合成出多種新的關(guān)鍵功能單體以及多種新型復(fù)合膜材料，對常規(guī)聚酰胺商品膜進行改性并實現(xiàn)耐污染、抗氧化、高通量等特定性能，部分元件已成功進行現(xiàn)場運用和性能考核?；趪H上膜技術(shù)的發(fā)展趨勢，我們又開發(fā)出超濾-納濾軟化海水工藝，開展反應(yīng)型納米顆粒復(fù)合（R-TFN）反滲透和納濾膜的基礎(chǔ)研究，進行具有親水、荷電、耐污染和抗微生物的超濾膜研究，制備出多種離子交換膜和雙極膜小樣，實現(xiàn)了雙極膜的初步推廣應(yīng)用并初見成效。在正滲透尚未成為國際研究熱點時，我們就與留美回國學(xué)者一起，進行正滲透的初步研究，之后與中國海洋大學(xué)合作，最先在國內(nèi)系統(tǒng)開展正滲透膜及其性能研究，對正滲透膜結(jié)構(gòu)改進、減輕內(nèi)濃度極化、汲取液選擇和回收等內(nèi)容進行深入探索。

2002年前后，我們團隊探索發(fā)現(xiàn)一種對膜分離模式具有指導(dǎo)性意義的新理念，屬于國際首創(chuàng)。2003年，我以“優(yōu)先選擇吸附一固載促進傳遞的膜分離新模式探索”申報國家自然科學(xué)基金，首次提出將優(yōu)先選擇吸附、固載促進傳遞和膜分離相結(jié)合，在提高傳遞速率的同時增加分離選擇性。通過3年的深入研究，我們合成具有良好的二氧化碳（CO2）透過性和二氧化碳/甲烷（CO2/CH4）滲透選擇性的復(fù)合膜，成功制備出適用于蒸汽滲透分離甲苯/環(huán)己烷體系的雙層結(jié)構(gòu)支撐液膜[3]。這一理想模式既可解決料液中被分離組分向膜面的富集問題，增大組分在膜中擴散的濃度差或促進傳遞的初始濃度，又可解決組分在膜中迅速向下游傳遞的問題，在膜分離技術(shù)領(lǐng)域具有更深遠的影響和價值。最近，我又向國家基金委建議進行一個“優(yōu)先選擇-強化和促進傳遞”①的重點或重大基金研究。如果有可能，可以選擇一個有能力、有威信的負責(zé)人，組織精兵強將，用大數(shù)據(jù)、分子模擬等先進手段，從不同膜過程的熱力學(xué)和動力學(xué)分析入手，形成一批定性和定量的闡述和精確合理的表達式，促進膜的傳遞機理和強化的發(fā)展，同時帶動和指導(dǎo)膜材料和過程的進展。

溫：在您看來，技術(shù)的魅力主要是什么？

高：科學(xué)技術(shù)是第一生產(chǎn)力。技術(shù)的魅力在于可以向現(xiàn)實生產(chǎn)力轉(zhuǎn)化，為經(jīng)濟建設(shè)和社會發(fā)展服務(wù)。在一定程度上，技術(shù)創(chuàng)新就是把科技知識轉(zhuǎn)變?yōu)槭袌鰞r值的活動。以1997年建立的第一條復(fù)合膜生產(chǎn)線為例，國內(nèi)有關(guān)單位在此基礎(chǔ)上又成功研制出海水淡化膜組件，僅杭州水處理技術(shù)研究開發(fā)中心年產(chǎn)值就達3億元，年經(jīng)濟效益數(shù)千萬元。在我看來，創(chuàng)新是建立在堅實的理論和實踐基礎(chǔ)上的，只有通過一次又一次的實驗，才能去發(fā)現(xiàn)問題、并去研究這些問題，才能真正有所創(chuàng)新。在973項目的支持下，我們反復(fù)實驗，研制出基于納米技術(shù)改進的更高性能的膜組件，為新型高性能混合基質(zhì)膜的發(fā)展奠定了堅實基礎(chǔ)。2009年，我們團隊成為浙江省重點創(chuàng)新團隊——海水淡化膜技術(shù)應(yīng)用創(chuàng)新團隊，以更好地推動產(chǎn)學(xué)研用緊密合作，讓技術(shù)切實發(fā)揮作用。

在基礎(chǔ)應(yīng)用研究之外，我還承擔(dān)一些國家有關(guān)膜技術(shù)與海水淡化和水資源的咨詢論證工作，比如1998年中國工程院“中國可持續(xù)發(fā)展水資源戰(zhàn)略研究”中“海水和苦咸水利用”子專題，2017年中國工程院重點咨詢項目“膜技術(shù)在醫(yī)藥、醫(yī)療和保健行業(yè)中的應(yīng)用現(xiàn)狀、前景和發(fā)展建議”。另外，在《海水利用專項規(guī)劃》《全國海水利用“十三五”規(guī)劃》等規(guī)劃編制中，我提出一些咨詢意見和建議。

溫：您是如何培養(yǎng)和指導(dǎo)學(xué)生的？

高：自1991年招收第一個研究生開始，我一直非常注重對學(xué)生的專業(yè)指導(dǎo)。無論工作多么繁忙，都要擠出時間了解學(xué)生們的研究進展。青年科技人才是科研主力軍和生力軍，我有責(zé)任、也有義務(wù)為學(xué)生們提供鍛煉和成長的平臺。2006年，我開始在中南大學(xué)招生。中南大學(xué)遠在長沙，距離杭州約1000公里，我就給自己定了個要求，只要出差到長沙，不管多忙，一定要在中南大學(xué)停一天半，全程用來指導(dǎo)研究生們。為提高指導(dǎo)針對性，每次去長沙前，我要求學(xué)生們寫好研究報告，我也會提前研究這些報告材料。對于每個研究生需要注意的問題，我會根據(jù)他們提交的材料，并結(jié)合口頭匯報，給出針對性的指導(dǎo)意見。平日里，只要看到有啟發(fā)意義的文獻，就會隨時寫下我的想法，并及時分享給學(xué)生們，鼓勵他們?nèi)ニ伎?，開拓思路、打開視野。目前，我已經(jīng)培養(yǎng)了百余名碩士、博士研究生，有些已經(jīng)成為海水淡化領(lǐng)域和膜領(lǐng)域的中堅力量。

除了在學(xué)習(xí)和研究上給予學(xué)生們幫助，還得關(guān)心學(xué)生們的就業(yè)和生活。如果有學(xué)生在生活上遇到了困難，我會盡力幫助他們解決燃眉之急。有些研究生畢業(yè)后想去外企工作或者自己開公司，我同樣給予鼓勵和支持。老師就是石階，承載著學(xué)生一步步踏實地向上攀登。每個人的實際情況都不一樣，只要具有扎實的功底和強大的學(xué)習(xí)能力，不管選擇何種職業(yè)，都可以做得有聲有色。

溫：您幾乎完整地參與和見證了我國海水淡化的演進歷程，對此有何感受？

高：我國海水淡化經(jīng)過60多年的發(fā)展，從無到有逐漸形成“推動海水淡化規(guī)?；瘧?yīng)用”的格局[4]。在不同的歷史發(fā)展階段，由于政治環(huán)境和科技政策的不同，海水淡化的發(fā)展?fàn)顩r也有所不同。我國海水淡化起步較早，改革開放后，隨著國家越來越看重科技和關(guān)心支持科技的進步，淡化技術(shù)逐漸成熟并開始服務(wù)經(jīng)濟發(fā)展和國家建設(shè)。這一從國家需求出發(fā)發(fā)展起來的技術(shù)，也開始真正地為國家服務(wù)。在高質(zhì)量發(fā)展和生態(tài)環(huán)境的嚴格要求下，海水淡化及其集成技術(shù)，通過實現(xiàn)水的循環(huán)回用、資源回收和零排放，保障國家的“青山、綠水、藍天”。

致謝 ?衷心感謝中國海洋大學(xué)高學(xué)理教授、自然資源部天津海水淡化與綜合利用研究所李兆魁工程師在訪談時提供的各種幫助！

參考文獻

[1]朱秀昌.離子交換樹脂膜及其應(yīng)用I.離子交換樹脂膜[J].化學(xué)通報，1958，（10）： 606—609.

[2]高從堦， 林斯青， 陳聯(lián)珠， 俞和英， 盧光榮， 于品早， 張希照. CTA中空纖維反滲透膜的研制[J].水處理技術(shù)，1983， （4）： 19—24.

[3] Li-guang Wu， Jiang-nan Shen， Huan-lin Chen， Cong-jie Gao. CO2 Facilitated Transport through an Acrylamide and Maleic Anhydride Copolymer Membrane[J]. Desalination， 2006， 193（1—3）： 313—320.

[4]全國海水利用“十三五”規(guī)劃[R]. 北京：國家發(fā)展和改革委員會，國家海洋局，2016.

收稿日期：2020-04-02

訪談?wù)碚吆喗椋簻胤疲?987年生，河南焦作人，中國科學(xué)院大學(xué)人文學(xué)院科技史博士生。E-mail： wenfei17@mails.ucas.edu.cn。