石油倒入海洋
会造成什么危害？
厨房里常见的清洁海绵
能对处理海上溢油事故
发挥什么作用？
日前，厦门大学药学院本科生
董郅豪、冯文正、黄驰
在导师任长亮的指导下
把厨房里小小的海绵
变成了高效治理海上溢油的利器！
三位同学也以共同第一作者的身份
将成果发表在国际学术期刊上
实现了从“新手小白”
到“科研熟手”的转变
△任长亮（左上）、董郅豪（右上）、
冯文正（左下）、黄驰（右下）线上会议截图
厦大科学力量
“看到了本科生的科研潜力”
石油被称为海洋污染的“超级杀手”。往往在溢油事故发生后，大范围的水质将受到污染，附近鱼类、鸟类、海洋生物以及植物将患病或死亡。
而海洋溢油事件发生的频率远比我们想象得要多。1973年至2006年，仅我国沿海发生的大小船舶溢油事故就有2635起。然而，目前的海上溢油处理策略大多效率低、成本高，并且步骤复杂，容易造成二次污染。
如何提高海上溢油的处理效率，降低事故发生的负面影响？——在看到漏油事件的相关报道后，这个问题就始终盘旋在厦门大学药学院教授任长亮的心中。
2020年，任长亮来到厦门大学药学院任教。在《有机化学》这门本科生课程上，任长亮给同学们播放了介绍海上溢油危害的视频。视频中，被污染的海域表层覆盖着一层乌黑的石油，鲸鱼搁浅在沙滩上，所有海洋生物表面都布满油污……任长亮向同学们介绍了他对漏油处理的设想：用较低的成本制作出一种材料，让这种材料直接和海上的石油发生作用，把原油和海水分离开。
视频中大片大片的黑色，给当时还是大二的药学院本科生董郅豪、冯文正两人带来了不小的震撼。两人从小生活在沿海的省份，又就读于沿海的厦大，对海洋保护的话题一直很感兴趣。下课后，他们主动找到任长亮，了解海洋溢油事故处理的更多细节。在这次有来有回的交流中，两位同学对这一事件的关注和对科研的好奇心，让任长亮看到了本科生参与科研的潜力。“只要一个人很想知道一个问题的答案，并有找到解决办法的好奇心，不管是研究生还是本科生，都能做好。”任长亮说。
2021年，任长亮决定邀请董郅豪和冯文正加入他的课题组，让他们通过自己的亲身实践，制备出一款经济、高效的溢油处理材料。
当“新手小白”第一次做科研
2021年暑假，董郅豪和冯文正留校正式开始了课题的研究工作。第一次自己上手做科研，他们从零开始学习实验器材的使用方法，熟悉实验的每一个标准操作流程。没课的时候，董郅豪和冯文正每天在实验室待上将近14个小时，直到深夜才离开。
在任长亮的启发下，他们打算在家庭厨房中常见的“清洁海绵”上做文章。三聚氰胺海绵（MS）是家庭厨房中常见的清洁材料，成本低，既能吸水，也能吸油。如果通过某种方法，使海绵表面形成只吸收油而不吸收水的超疏水表面，那这样的海绵或许就可以在海中只吸收石油而不吸收海水，从而达到清理海上溢油的目的。
团队的研究思路
然而，实验过程中，仅仅一个规律就困住了他们两个月。按照设想，随着反应底物的疏水性增强，反应过后的海绵疏水能力理应更强，吸收石油的效率也就越高。但当董郅豪和冯文正使用三氟乙酸酐与海绵发生反应后，海绵却更吸水，和他们一开始预想的结果并不相符。
海绵没洗干净？溶液配置得不够准确？数据没有查看精确？董郅豪和冯文正觉得，或许是因为自己是本科生，科研实验经验不充足，实验方法存在问题，才导致实验结果出现与规律不符。
“我们非常认真细致地，就像雕刻一样地在做这个样品，但结果还是不行。”冯文正说。
（a）经最合适的化合物反应过后的海绵选择性吸收和回收柴油的照片;（b）经最合适的化合物反应过后的海绵对氯仿的选择性吸收;
在接下来一个多月的时间里，他们扎在文献里，希望能够找到这个问题的答案。终于他们发现，三氟乙酸酐制作的反应物溶液与海绵发生反应后，副产物会与原材料形成离子键从而导致海绵吸水效果增强，降低样品的选择性吸附效率。
“这个过程锻炼了他们从发现问题到分析问题的能力。”任长亮说。这段经历让董郅豪和冯文正意识到，当科研遇到瓶颈时，不能只考虑一个方面。知道从哪个方面进行突破，也是科研思维的一个重要方面。
解决了这个问题后，他们顺利地制备出了一种具有高效油水分离性能的超疏水海绵。这款海绵可吸收自身重量160倍的有机溶剂和油类，能广泛应用于海洋环境，实现吸附溢油的分离回收。同时，其优异的性能以及简便的制备工艺，在溢油事故处理方面将展现出巨大的潜力。
“科研是一次综合的训练”
在对反应过后的海绵进行表征分析环节，有更加丰富的化学竞赛背景的本科生黄驰同学也加入了这个团队，主要负责后续的数据分析、论文写作、补充实验的工作。
每周一，任老师都会和三位同学聚在一起，为他们的研究提供指导。他帮助团队将整个实验拆分成一个个小部分，将复杂的科研实验简化成一个个明晰、易上手的小任务。“老师是会写一条计划，完成后划掉一条计划的人，在他潜移默化的影响下，我们也养成了定计划的好习惯。”董郅豪说道。
对他们来说，这次经历不仅是宝贵的科研经验，更是通过实践理解专业知识的过程。在一次用红外光谱仪对海绵进行表征时，他们又重新复习了课本上的红外光学知识，并在实践中进行运用和验证。这样的经历，仅仅通过课堂上单纯的理论学习是很难获得的。
而在另一方面，全英文科研论文的阅读与写作也是一个很大的挑战。刚起步时，他们阅读英语文献的速度非常慢，一篇文献常常需要好几天的时间才能读完。因此，每次组会，任长亮都会带着他们，一步步分析文献的内容结构和表达方式，让他们结合自己的实验表述出来。在老师的带领下，他们阅读文献的速度越来越快，写论文也越来越得心应手。
今年6月，相关研究成果以“Superhydrophobic melamine sponges with high performance in oil/organic solvent sorption”为题，发表在《Journal of Environmental Chemical Engineering》杂志。董郅豪、冯文正、黄驰三人，是这篇论文的共同第一作者。
同时，在第八届福建省“互联网+”大学生创新创业大赛上，他们的项目《吸油记——超疏水海绵开启海上溢油处理新时代》也脱颖而出，获得金奖。这次经历，为这三位本科生走上科研道路打下了坚实的基础。
在任长亮看来，科研是一个综合性的训练。就像“小马过河”一样，学生只有自己进实验室操作，才能将不同课堂学到的知识融合起来。“只要有足够的好奇心和学习能力，不管是什么阶段的学生，都可以在科研中有所收获。”任长亮说。
