12-杨东-DSC02478.jpg

杨 东

  采访2012年启明星计划入选者杨东是上半年就定下的,他服务的单位上海纳米技术及应用国家工程研究中心是我一直比较关注的,也想乘此机会有所了解,但是约了两次都因杨东要出差等原因未果,上周终于约定,相约在复旦大学跃进楼见面。见面后我才知道杨东实际上是复旦高分子科学系的副教授,纳米中心是上海多家高校、研究所联盟的一个平台型研发机构。杨东是个很实在的人,他在介绍自己大学毕业前的经历只用了二三句话,然后就直奔主题――自己的研发工作,幸好他介绍的有关碳纳米管的事我还能理解,随着采访的进行,我对他做的研究工作和意义有了深一步的理解。
(一)
  杨东1977年出生于佳木斯,6岁后随母在大连读书,一直读到高中,1996年考到复旦大学化学系,毕业后到深圳比亚迪工作了三年,2003年考回复旦。我问杨东为何当时没选择读研而直接工作,他的回答是一方面想接触一些社会,另一方面也是想为家里减轻点经济负担,有个妹妹还在读书。
  杨东在比亚迪工作的那几年正逢锂电池刚起步并快速发展的年头,他在公司里做品质控制,但感觉很多技术开发方面的内容实际上就是在翻译日本的资料,对此他有些失望(采访中他在介绍这方面情况时也是实话实说,那几年国内研发实力确实不行,但这些年发展越来越快),加上工作几年感觉能力还是不行,因此他决定考回复旦继续深造。
  2003年,杨东考回复旦高分子系硕博连读,08年毕业。这5年中他跟着导师汪长春教授做了不少国家项目,包括一些与上汽集团合作的横向项目。研究生阶段他遇到的最主要的问题是怎么去设计、实施课题。如在和上汽的横向项目中有一种特殊涂料开发的任务,导师放手让他为主承担。领了任务的杨东从学习查资料开始,他要从范围很宽的专利、必威体育备用地址 文献里面去查找所要的信息,条件是既要新颖,又要考虑成本,终于找到相应的参照物后,他要设计大致的配方,然后不断地测试来调整配方。整个过程中导师都很宽松,他不会限定学生做什么,喜欢学生自己提出想法,然后和你讨论,杨东感觉这种讨论过程对自己帮助很大。
  特种涂料的研制过程差不多用了杨东整个硕士阶段的时间。以杨东为主自主研发的这款特种涂料研发是应上汽要求开发的,主要用于发动机密封件的喷涂,原本是想替代日本产品,后来因为日本涂料降价了,所以杨东他们研发出来的这款效能和日本的差不多,但成本低很多的涂料最终没有用上。说起这件往事,杨东并没有懊丧,相反觉得这个过程对他能力提升非常有帮助。
(二)
  说起毕业论文,杨东说他从03年起就开始考虑了,当时导师正好有这方面的国家自然科学基金课题,主要是在碳纳米管的功能改性方面的工作,所以他的论文就以碳纳米管的功能化改性及其在生物医药方面的应用为题。这个课题实际上是用高分子材料去修饰碳纳米管,所谓碳纳米管是一种长度为微米级别,管径为纳米尺度的管状纳米材料,因其具有优越的化学物理特性,在光电材料、传感器、药物传输等方面具有诱人的应用前景。但碳纳米管材料本身的性能使得它趋向于团聚在一起,这种“抱团”特性使得其应用受到很大限制,杨东的论文的主要部分正是试图解决碳纳米管容易团聚在一起、难以分散的不足。
  尽管知道国内外有很多人都在做提高碳纳米管的分散性方面的工作,但杨东觉得自己是通过高分子方法来做,是有一定优势的。在差不多三年时间里,杨东通过自由基聚合,把高分子链接到碳纳米管上,根据不同的聚合物以及量的多寡加以调控等方法,来逐步提高其分散性,逐步达到效果。到后阶段,杨东领悟到其实分散不稀奇,利用这种分散性来做一些应用,提高其性能更为重要,由此他很快转向相关的应用,后来他发的多篇论文也是侧重在应用。
  讲到利用碳纳米管的分散性做的一些应用,杨东介绍了他读博士期间在靶向药物传输方面的工作。当时杨东他们是和华山医院胰腺科合作,这个过程中发表了十几篇SCI论文。很多化疗药物是通过π-π键的作用吸附在碳纳米管上,通过碳纳米管载体的作用,把药物传输到肿瘤组织,来达到靶向治疗的效果。杨东他们这项合作研究从细胞实验、动物实验做起,实验用的碳纳米管是经过杨东他们改性过的,所谓改性就是通过高分子试剂来改善碳纳米管的团聚度,提高其分散性,改性后的碳纳米管能比较好地实施药物传输的效能。动物实验显示,用了他们改性碳纳米管后,治疗胰腺癌淋巴转移的效果要优于美国FDA认证过的一个用纳米碳球的商品化载体。这个结论是华山医院做对比试验后得出的结论,相关论文发表在该领域权威的“纳米医学”和“化学通讯”杂志上。
  杨东的博士论文主要也是围绕这方面的工作。他的贡献一是提高了碳纳米管的分散度,二是对碳纳米管作了一些功能化修饰,提高了碳纳米管的生物相容性和靶向性。上面提到的两篇论文一篇杨东是第一作者,另篇他是作者之一。
  但这个很有特色的工作,包括整个实验做到动物试验后就没有往下做。因为在做的过程中杨东和合作方是遇到不少目前无法解决的问题,比如说代谢问题等,而这些都非杨东他们能掌握。杨东也由此领悟到纳米材料要在生物医药中有实际应用还有很长的路要走,这也是他博士毕业后把纳米材料的应用方向从生物医药转到锂电池上的主要原因。
(三)
  回归锂电池的转向发生在杨东做两年博后期间,整个转向比较顺。杨东说他的优势在于一方面他以前做过锂电池,加上他的定位是用于实际,能为产业化做贡献,另一方面他这些年在碳纳米管方面的改性工作也能在锂电池的性能提升上派上用场。也就是说,把经过改性的碳纳米管用作锂电池的导电剂,能够改善锂电池的综合性能,包括容量、倍率充放电性以及高温储存性能,比传统导电剂性能优越。我让杨东具体说一下怎么优越,杨东说用他们的电池能比传统锂电池多开半个多小时,也就是说纯电动车如果充一次电能续航300公里的话,用杨东他们这个材料可以多跑40多公里。
  相比这些指标的改善,杨东更看重的,或者说更关键的是他们已经把它做到产业化,目前他们碳纳米管导电浆料年销售已达到2000吨左右。这种碳纳米管导电浆料就是把分散好了的(即改性过的)碳纳米管浆液作为产品销售,这个产品可以显著提高电池体积能量密度达15%左右,所以市场很好,尽管这个材料今年才走向市场,但在磷酸铁锂动力电池方面已经用的很广,年销售额已近2亿。
  我以上这一段多处提到的“他们”,实际上就是指上海纳米技术及应用国家工程研究中心及该中心所属的有限公司。杨东介绍说,这个产业化项目是在纳米中心做的,很多研究工作是在学校做的,为了做这个产业化项目,杨东博士后期间已经在纳米中心兼副研究员。杨东告诉我,纳米中心那里有很多高校研究人员,同时在围绕纳米新材料做不同的课题和产业化项目。
  由于产业化项目涉及技术保密方面的原因,导电剂方面的工作没有发文章,对此,杨东说不会觉得遗憾,倒不是因为文章的量已经多了,而是在他看来能为科技产业化做点实在事更有意义。
  杨东告诉我,在锂电池应用方面,他接下来要做的事,一方面是降低金属催化剂的含量,另一方面是继续提高碳纳米管的分散性,再下一步想考虑其他产品,如把正极材料和碳纳米管做在一起来提高锂电池的综合性能。
  有这么多事要做的杨东确实很忙,在接受我访问的二个多小时里,找他的人已有两拨,但他还是一心一意完成我们的交谈。我预祝杨东在锂电池综合性能提升方面能有新的进展,因为这是实实在在的造福于民、造福于社会的科技进步。

江世亮采写自2013年12月1日