生活中,篩子用於篩選麵粉與沙土,充滿煙火氣。而在化學中,科學家擁有一把能「篩選分子」的魔法篩子——沸石(又稱分子篩)。在石油化工領域,分子篩是當之無愧的「主角」——全球約90%的煉油工藝和近70%的汽油生產都依賴它的催化裂解。香港理工大學應用生物及化學系副教授、惠州大亞灣創新技術研究院(簡稱「大亞灣研究院」)綠色化學與可持續催化研究中心副中心主任勞子桓,正是「分子篩」催化領域的深耕者。
勞子桓是一位「90」後青年學者,擁有耀眼的學術履歷:牛津大學化學本科、碩士與哲學博士,校長青年學者。他主要從事催化作用、功能材料、同步加速器及中子衍射散射等研究,迄今在《科學》《自然·催化》《自然·通訊》等頂級期刊發表論文逾100篇,榮獲2025年國家自然科學青年科學基金項目(B類),原國家優秀青年科學基金支持、2023年香港理工大學青年創新研究者、iCANX青年科學家獎等多項榮譽。近期,他與合作者登上《科學》雜誌的研究,解決了沸石中鋁原子定位的長期難題,為催化劑精確設計奠定了基礎。
2024年,大亞灣研究院成立後,勞子桓帶着研發團隊正式入駐,把分子篩催化劑的成果轉化作為核心研究方向,研究也從模型反應轉向企業實際需求。然而,產業化之路挑戰重重。在與中國海油惠州石化、惠州忠信化工等企業對接中,他深切感受到行業困境:癥結在於低端產品同質化嚴重,高端化學品技術被國外專利壟斷。
為此,團隊打出多張「技術牌」:研發超大孔分子篩催化劑,用於處理重油和生物質等大分子反應,目前已向相關石化企業提供樣品,並進入小試階段;同時探索AI賦能化工,利用大數據優化工藝。
「普通分子篩只能容納小分子通過,很難處理重油裂解中尺寸更大的分子,而我們研發的超大孔分子篩,能把孔徑拓展,讓大分子也能順利進入孔道完成催化反應。」勞子桓介紹道,這項技術一旦實現量產,就能幫助國內煉油企業降低生產成本,提升整體競爭力。
大亞灣坐擁石化區,為成果轉化提供了得天獨厚的地緣優勢——緊鄰產業一線,能直接對接企業的真實需求,快速完成樣品測試、工藝調試和落地驗證,從而縮短了從實驗室到生產線的轉化周期。依託這片產業沃土,勞子桓團隊也在不斷推進技術打磨,朝着打破海外技術壟斷、實現高端分子篩國產化的方向穩步前進,讓自主研發的分子篩技術,真正支撐起國內石化產業的高端升級。
跨界研究低GI食品,用天然食材還原美味
而在這條學術主線之外,他又因一次偶然的機緣,走出了另一條完全不同的軌跡——低GI(食物血糖生成指數)健康食品的跨界探索。
在大亞灣研究院的辦公室里,勞子桓笑着遞過來一塊剛出爐的點心。如果不是他主動介紹,很難想像這塊香氣撲鼻的貝果,竟然完全不含麵粉,且擁有權威認證的低升糖指數。
研究低GI食品,源於一個溫暖的理由。2020年,一位朋友找到他:舅舅患有糖尿病,希望做出一款GI值更低的廣式竹升面。「做着做着,我就想,能不能幹脆不用麵粉?」於是,一個化學家開始了「廚房實驗」。最終配方完全拋棄麵粉,改用藕粉、杏仁粉、蛋白粉等純天然食材,不僅復刻了麵條的口感,還開發出麵包、蛋糕、炒飯、糯米飯等一系列主食,並獲得第三方低GI認證。
面對市場認知度低的難題,勞教授選擇「先高端後普及」:產品首先進入香港五星級酒店,同時尋找代工廠輕資產運營。勞教授笑稱:「本是玩一玩的心態,但沒想到進入了另一條賽道。」
此外,依託大亞灣的產業配套與政策優勢,勞子桓團隊正加速孵化健康食品與鈉離子電池材料兩家企業,推動跨界成果從實驗室加速走向市場。
「鈉離子電池相比鋰離子電池,原材料成本更低,安全性也更優異,非常適合儲能場景。」勞子桓介表示,希望能依託大灣區完善的產業鏈,為新能源產業發展貢獻一份力量。(記者 盧偉 通訊員惠灣新)
頂圖:勞子桓在設計同步輻射共振衍射實驗