小实验室的大梦想

■ 本报记者 许蓓蓓

五彩缤纷的化学试剂，大大小小的实验装备，醉心科研的老师和学生……走进安徽大学生命科学学院，一间名为“生物制造创意中心”的实验室吸引了记者注意。这里虽然并不豪华，与所有大学里的实验室相比，也没有什么两样，但这里研发出的产品，不但赢得诸多大型企业的青睐，还吸引一批国内重点科研院所与之合作。小小实验室，为何有如此魅力？

“放屁虫”引发奇思妙想

“无人机具有良好的发展前景，目前其动力主要采用电池、汽油等，自重较大，造成推重较小、发动机动力有限。但某些动物的神奇本领，能给我们带来一些启示。 ”安大生物制造创意中心主任尹若春举例说：生物界有一种昆虫，俗称“放屁虫”，当外敌攻击时，它的尾部就在瞬间喷射出速度极快的高压气体，促使敌害仓皇逃窜，这实际上与喷气式战斗机通过喷气产生动力道理一样。尹若春又拿昆虫中的蚂蚁举例，蚂蚁虽小，但具有十分惊人的承重能力，其负重能力是它自身体重的几倍甚至十几倍。

“显然，许多生命体在能量利用、动力支持等方面，有着现有机械学科无法达到的高度。生物体之所以有这样的本领，与它特殊的身体构造和体内化学反应、酶的催化作用有关。 ”尹若春解释说，尤其是酶的催化作用，酶在生命活动中占据很重要的地位，在生物体内，所有的生命活动，都是靠过程反应完成，而所有反应都靠酶来催化。中心研究人员着重瞄准的，就是研究在各种各样生命活动反应过程中，各种酶到底起什么样的催化反应、作用机理机制如何，从而对生物体的功能进行模拟以至于再造。

未来的无人机，能否使用高效的生物动力？ “如果能模拟、实现这样一个系统，将生物体的过程反应和机械装置结合起来，使其产生源源不断的高压气体，就可以形成有效的生物动力。 ”尹若春告诉记者，此领域是典型的交叉学科，需要昆虫学、动物学、微生物学、酶工程、机电工程等多学科的协同。目前，中心正与国防科大合作研究无人机生物动力项目，并已成功申请到国家自然科学基金，现在最核心的生物催化提高液压系统推重比的可能性已得到验证，距离梦想已踏出坚实的一步。

“别看我们的研究涉及领域多，但归根结底，都是以生物酶为核心。 ”尹若春说，未来中心考虑的研究方向还有更多，比如游泳运动员穿在身上的类似于鲨鱼皮的服装，作用在于减少阻力，这种服装的研究是基于对鲨鱼等鱼类表面结构研究得来的。如果潜艇外表附上这样一层结构，将能大大减少潜艇在深水中遇到的阻力。

学科交融催生“金点子”

神秘制剂让棉粕“脱毒”，生物沼气变身车用天然气，一个个科研的“金点子”，实际上是跨学科、多领域交融所碰撞出来的“火花”。 “科学的本质是对未知世界的探索，而未知世界相互交叉、互相联系，不可能限制在一个专业上，所以不同学科、不同专业、不同领域的协作十分必要。 ”安大生物制造中心副主任王林表示。

目前，安大生物制造创意中心已联合中科院、中科大、国防科大等院校的相关重点学科和国家重点实验室，以及正大 （中国）投资有限公司、合肥科烨电物理设备制造有限公司等企业，围绕酶催化机理和应用研究，开展多项跨学科、跨领域研究课题，研究方向涉及生物工程、量子物理、机械、基因工程等多个研究领域。

神秘制剂让棉粕“脱毒”，就是学科交融结出的硕果之一。中国是世界上的棉花生产大国，下脚料棉粕每年就有500万吨。棉粕是畜禽养殖业主要的饲料成分之一，但因其含有对生物体有害的毒素棉酚，必须将棉酚脱毒处理后，才可以加入到畜禽饲料之中。现有脱毒技术主要是采用溶剂萃取、固体发酵等技术，成本较高。王林在借鉴其他学科的基础上，经过多次实验，通过微生物发酵技术成功研究出一种制剂，这种制剂直接喷洒到棉粕上即可脱毒，不但简便、高效而且成本要低得多。该技术已达到国际先进水平，且已申报国家发明专利。王林透露，该中心已与世界500强企业正大集团就技术转让和共建安徽大学-正大集团联合研发中心签署了协议，针对棉花生产下脚料棉粕脱毒处理和资源化联合攻关，以期填补市场空白。

沼气可用来烧水、做饭、照明、取暖，是否有更高效的利用方式？目前，安大生命科学学院和中科院专家正在研究将生物沼气提纯为车用天然气，从而为汽车提供源源不断的清洁能源。为从沼气中获取更多含量高的甲烷气体，提高秸秆等原材料利用率是一个关键。安大研究人员通过跨学科、多领域合作，同样研发出若干种酶制剂加入到原材料中，促使其快速分解甲烷细菌能利用的碳氮源，从而使甲烷菌产生更多甲烷气体。目前，专家们正就该项目与凤台县一家农业公司洽谈，预计达产后，每天将可产数万立方米的车用天然气。

“点亮”创意的星星之火

现代高等教育，往往局限于某个学科、某一专业，特别是硕士、博士阶段，学科研究更是集中在非常窄的方向。 “研究者可能会走得很远很深，但他的全面、全局思考能力会退化，缺少全局观念、系统思维和跨学科研究方法。 ”尹若春说，成立这个“创意中心”，就是希望能够“协同”和整合各类相关资源，探索生命学科和多学科的交叉、互动式发展。

去年中心成立的时候，他们针对 “名称”讨论了很久。许多老师提出质疑，认为“创意中心”听起来并不正式，不如命名为“创新中心”。但尹若春、王林等老师坚持了“创意”这个名称。尹若春说，科学研究在很多时候需要周密论证、深厚积累，但常常因为传统的认知、头脑里已有的知识、思维上的惯性模式影响，限制了创新的思想，把一些好的想法丢了。

尹若春常给学生讲一个身边的小故事：在传统认识中，兰花靠昆虫传粉。但一个中科大本科生不信这个说法，他用一个细纱网把兰花罩住，不让昆虫有接触兰花的机会，看兰花能不能授粉。结果发现，没有昆虫参与，兰花照样可以授粉、结种子。这个实验，反映了这个学生思考方面的突破，他没有受到传统或者书本知识限制，没有沿着固有的思路往下走。

“传统研究思路，往往是根据头脑已有的知识、调研之后的分析结果，来判断一个想法、一个选题是否可行，但这很容易失去宝贵的机会。 ”尹若春说，我们中心搞科研的做法是——“点亮”创意的星星之火，老师或学生如果觉得某些课题有意思、有意义，就大胆去做。至于可行不可行，是下一步的事。 “科学研究就是要不断打破常规，寻求创新和突破。 ”

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