你心目中的科學家是什么樣子的?戴著眼鏡,穿著白大褂,看上去有點兒“死板”?如果這是你對科學家的印象,那陳曉東無疑是科學家的“顛覆版”。
他穿牛仔褲和襯衫,留著極富藝術氣息的胡子;他愛畫畫,辦公室里裝飾的畫有些出自他的手筆;他的研究生辦公室門口,貼著醒目的“80后工作室”招牌,洋溢著輕松的色彩;他喜歡唱歌,偏愛海濱城市,享受鷺島生活。用時下最潮的話來說,廈門大學的這位海歸教授有點兒清新。
他不僅在化工工程與化工傳熱傳質等方面有杰出貢獻,在食品工程和干燥技術應用及研究領域也頗有建樹,于7年前提出了生物學啟示下的化工過程研究領域。你一定想不到,在國際干燥學雜志評選的2005年~2010年對干燥學貢獻最大的5人中,他是唯一一位當選的華人。
仿生化工―新創意的源泉
大部分化工、食品、醫藥加工設備的原理與設計是從石油化工等傳統領域發展來的,陳曉東想要更有原創性,于是7年前在國外開始建立仿生化工的概念,并取得了一些初步但令人心動的成果―建立了世界上第一個軟化高分子材料制成的人工胃消化系統。那么,究竟什么是仿生化工呢?
在實驗室里用高分子材料,制造諸如胃、小腸等有“生命”的體內系統,并將它們自動化。除了用它們制造更真實的體外測驗系統外,還可以放大應用到環境與生產條件下作為新型的化學反應器,這些是陳曉東正在廈門大學開展的嶄新的、充滿想象力的仿生化工研究領域。它是目前很前沿的新興交叉學科,有著良好的應用前景,陳曉東告訴記者,制造出來的仿生器官并不用來移植,而是給從事藥品研制、功能食品研究的科學家們當實驗工具。
“人的消化系統就像一個化學工廠,里面含有多種成分,其中的一些可能導致藥物在發揮作用前失效。如果有了更現實的仿生消化系統,將新藥或功能食品投入該系統,檢測人員就能在體外觀察食品或藥品在人體內發生的反應,從而提前測定藥物消化率的變異,便于探討它們能否承受胃里的化學和物理環境?!标悤詵|說,這類仿生系統最大的好處就是減少了醫學臨床試驗對人及動物的傷害,可進行大量的實驗并優化產品,且可降低醫療實驗成本。
某種程度上,陳曉東很可能是國內外提出仿生化工的第一人。從目前的形勢看,國內仿生化工市場處于起步狀態,很多人還沒有意識到這個學科的發展潛力。誰能開發新市場,誰就掌握主動權,而仿生化工很可能就是一個新創意誕生的源泉?!熬湍萌斯は到y來說,它的用處絕不只是藥品和食品檢測,對很多領域比如污水處理、廢物處理來說,這個系統都有可能產生巨大價值?!标悤詵|表示,目前他已經逐步建立了胃系統,正著手建立腸道系統。
“十二五”期間,陳曉東的仿生化工工程研究將在食品技術、食品健康、醫藥技術上加以提高,尤其是在廢物處理技術上,有機會能較大規模應用仿生化工設備開展相關研究。另一方面,用生物法生產化工與健康所需產品在中國有長足發展,比如湯藥發酵的利用等,這也是仿生化工一個重要的部分。陳曉東個人比較關注仿生化工生產的發展,他說:“我希望能夠吸取生物的各種優點,在生物學的啟發下將其轉化成工業設備,不一定是100%的模仿,用來替代原來能量消耗大的生產方式?!?
食品干燥―國內發展空間較大
“民以食為天”。如今,人類對食品的需求已不再局限于本地區,足不出戶嘗遍各國美食是很多人的夢想。但眾所周知,食物很容易在短時間內腐敗,如果要進行跨地域、跨國家的運輸,保鮮是一個很大考驗。說到現今的食品保鮮和加工,干燥工藝則是一個繞不開的重要環節。
在食品加工中,常常要將新鮮果蔬打成漿狀,然后再將其干燥成粉末;像牛奶這樣的液態原料,如果要制成粉狀品,加工中通常會用噴霧干燥技術。但噴霧干燥技術會出現粉料粘壁現象,可能導致著火或爆炸。陳曉東在干燥學領域主要的研究方向之一,就是采取適當措施,減輕或防止粘壁故障的產生。
經過干燥工藝處理過的食品,不僅能最大限度保留所含成分,還能延長保鮮期。尤其是一些粉粒狀食品,如奶粉等對干燥需求很大的食品,運用的就是干燥工藝中的顆粒技術。陳曉東說:“現在國家間、地區間的食品商業活動越來越頻繁,人們對食品的需求量也在不斷增加,食品干燥的發展趨勢非常良好。未來,干燥技術在其他領域的應用也會越來越普遍?!?
同發達國家一樣,國內食品干燥的需求量非常大。但在一些干燥技術,如噴霧干燥技術的發展上,歐洲及澳洲國家早已經走在我國之前?!皣鴥鹊氖称犯稍镌O備雖然國產化比率較高且價格便宜,但普遍存在能耗高、生產效率低、食品品質較難控制等問題,這些現象值得關注?!?
將這個領域的多項先進技術率先在國內實現應用,提升我國食品干燥技術水平,是陳曉東回國的首個“要務”。目前,他的這些相關技術在國內的應用前景被廣為看好,已獲得企業與國家的科研經費支持,“下一步,申請專利,組建公司,相信會有所作為?!标悤詵|自信地說。
科研源于創新
在Point-of-Sale食品加工技術開發研究領域,陳曉東課題組設計并研發了第一臺專利設備;他是CHEN-BIOT數和CHEN-LEWIS數的定義人,是化學反應動力學干燥率模型的創始人,是國際著名的顆粒自燃特性測試CHEN-METHOD的創始人……看過他履歷的人,一定會被他的成果震撼,并好奇他是如何保持持久的創新力的。
“平時還真沒特別想過創新,很多東西自然而然就從腦子里蹦出來了。教學中也不會跟學生刻意提創新,但會啟發他們思考一些問題?!标悤詵|笑言,他的創新秘訣可能就是保持廣泛的興趣愛好,充分調動想象力,多與人交流經驗以及更新知識儲備?!捌鋵嵑芏嗳硕加袆撔聺撡|,但怎樣開發是一個難題。我個人覺得約束條件越少,對創新思想的形成越有幫助,創新需要綜合方方面面,所以自由的環境對于創新來說有極大的幫助?!?
對于年輕人才的培養,陳曉東說,不管做什么工作,積累非常重要??赡苡腥藭诙虝r間內取得一些成果,但沒有積累就不會有深度,今后也就不會有更好的發展?!白隹蒲斜仨氜饤壖惫?,如果條件允許,我希望大家能夠盡量放慢速度,做深、做透、做細致?!标悤詵|說,我國仿生化工和食品干燥應用研究在技術上可能與國外相差不大,比較明顯的差距主要體現在基礎研究上?!盎A研究做好了,才會有強大的創新動力,更能培養有技術水平的創新人才,創新成果在運用過程中也才不會出現比較大的錯誤?!?
刻苦是一種修行,是對人身心的一種磨練,更是一種專一的態度。這是陳曉東一直奉行的理念,而他多年的成績也印證了這句話。和其他科學家不同,陳曉東即使再忙,也會抽出時間看書、畫畫、唱歌、看電影,有時還會陪家人去海邊踏浪,看夕陽。他說:“盡管這些愛好和工作沒有直接聯系,但卻能豐富人的思想。一個擁有完整愛好、生活上較為平衡的人,才能做好一件完整的事情?!边@是陳曉東成功的秘訣之一,更是他人格魅力的體現。