科技日報記者 陳曦 通訊員 劉曉艷
記者8月22日從天津大學獲悉，天津大學理學院2018級本科生李預立作為共同第一作者的論文《全氟羧酸的低溫礦化》8月19日在線刊發在國際學術期刊《科學》上。
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這篇文章介紹了一種比目前使用方法更加溫和也更為簡單且廉價的無害化處理全氟烷基和多氟烷基化合物（PFAS）的方法，而這種物質因為應用廣泛使用且極為頑固，被稱為“永久性化學品”。李預立從2020年下半年開始參與到課題的研究中，他所做的計算工作為合作的實驗團隊對結果的假設進行了檢驗工作，同時他還基于自己的認識提出了新的假設，這種猜測最終被證明是對的。
據介紹，全氟烷基和多氟烷基化合物（PFAS）是一種離人們生活很近的化學物。比如在常見的消防泡沫液、防水布料和不粘炊具等產品中都有這種物質的存在。這種化學物極為穩定，可在土壤和水中長期存在，正常的環境無法將其分解。公開報道顯示，這種化學物一旦進入人體，可能還會與甲狀腺疾病、高膽固醇和癌癥等疾病關聯。
一直以來，人類處理這種化學物的方法都是劇烈且粗暴的，如1000攝氏度以上的高溫高壓焚燒，或者用電化學法降解，但要求的條件苛刻、成本高昂，且處理過程容易造成二次污染。該篇論文提出了一種全新的方法，可在120攝氏度的溫和條件下對這種物質實現礦化（通俗來講，即從有機物變成沉積的無機物，消除其污染性），并且使用的試劑是常見且廉價的二甲基亞砜（DMSO）溶劑、水和氫氧化鈉。而且處理之后的產物包含一些無機的氟離子和一些有機的小分子，都是無害的。
李預立介紹，盡管目前課題組只對10種PFAS的分解進行了驗證，但可預見的是其他多種PFAS都有可能通過轉化成該文章中所提及的中間體并用同樣的方法對其進行礦化。
本科即發表頂級期刊，李預立說他很幸運。事實上，這份“幸運”得來并不容易。從中學起就對化學抱有濃厚興趣的李預立，在天津大學理學院化學系求學的第一年即加入了黨延峰老師的課題組，做一些基礎的科研工作。
科研過程中，他對學界里的一些頂級科學家所做的工作也有了初步的了解。大二的暑假，本科階段同樣在黨延峰老師課題組的另一名學長李勃向李預立介紹了加利福尼亞大學洛杉磯分校的肯德爾·霍克教授，李勃曾在其課題組做過一年的研究工作。
抱著試試看的想法，李預立向肯德爾·霍克教授發去電子郵件，介紹了自己之前的工作和自己感興趣的工作，得到了肯德爾·霍克教授的積極回應。剛開始，李預立在肯德爾·霍克教授的指導下先做了一些基礎性的工作，隨后得到肯德爾·霍克教授和中國科學院上海有機所薛小松教授的共同指導和西北大學的威廉·迪奇特爾課題組開展合作，用計算的方法來進行反應機制研究的工作。
這項從2020年下半年開始的工作，即是“全氟羧酸的低溫礦化”。針對人們通常假設的這類PFAS被分解時只能一次分解一個碳，李預立通過計算驗證了這種猜測的錯誤，并提出自己新的猜測：這種PFAS是可以一次分解兩個或三個碳的，并提出全氟烯烴很可能是反應中一個重要的中間體，隨后被實驗組驗證。同時，李預立還通過自己提出的機制推測最后的產物中應該有乙醇酸。實驗證明，李預立的猜測都是正確的，實驗組最終也捕捉到了這個產物。李預立通過計算的方法為實驗指明了方向。
“很喜歡化學”的李預立非常享受化學帶給他的樂趣，除此之外，本科階段他還有其他化學論文得以發表。本科畢業后，李預立也選擇了繼續在化學領域深造。
關鍵詞： 天津大學
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