人物故事 | 走进日本法政大学渡边雄次郎教授的沸石情怀

渡边雄次郎，Yujiro Watanabe，日本法政大学生命科学学院环境应用化学系副教授。1977年出生于东京，毕业于日本法政大学工学部材料化学专业，后于法政大学工学研究生院材料化学系完成博士课程。曾任金泽工业大学生活环境研究所研究员、先进材料科学中心研究员、法政大学生物技术与化学学院副教授，后成为金泽工业大学副教授。2017年，进入到法政大学生命科学学院任教授。

（图：渡边雄次郎教授）

渡边雄次郎自步入大学校园之日起，便与沸石这块“神奇之石”结下了不解情缘，他见证了日本乃至世界沸石技术的崛起与革新，并在求学、求知与后续科研过程中，以沸石为核心，致力于各种绿色可持续化发展技术的研究。而今天，就让我们走进这个痴迷于沸石研究的教授背后故事，一起感受渡边雄次郎的别样沸石人生。

01

大学生活

人生关键不是起点而是拐点

日本法政大学（HoseiUniversity），成立于1880年，校训是“自由与进步”。法政大学是日本关东难关私立“MARCH”之一、“东京六大学棒球联盟”之一；同时也是日本文部科学省选定的超级国际化大学计划SGU成员大学之一。法政大学作为日本国内名列前茅的高等学府，是渡边雄次郎梦寐以求的求学之所。

在本科学习过程中，渡边雄次郎不但认真学习了本专业的知识，还在无意间了解到沸石的强大功能，因此对这块神奇的石头产生了浓郁的研究兴趣。当时沸石作为环保新材料，已经被广泛应用于日本国内的各个领域。

日本作为多火山国家，有着一定的沸石储量，并且沸石应用历史也较为久远，基于这样的优势，渡边雄次郎除了在学校研究理论知识、不断试验，同时也会到社会中了解沸石在各领域的应用情况，通过学术研究与社会实践的“双重出击”，使其在本科就读时就对沸石研究有了丰富的研究成果。在后续的读研、读博及研究数十年间，渡边雄次郎也一直利用沸石的特性，努力开发有助于以可持续方式解决环境问题的新型环保材料与技术。

02

解决辐射影响

让这块石头延续生命

2011年3月12日，受地震影响，福岛第一核电厂的放射性物质泄漏到外部，其也成为轰动世界的具有巨大影响的核泄漏事故之一。在核泄漏事故发生后，福岛核电站目前每天都会产出140吨核废水。在此事故中，沸石作为性能优良的吸附剂，其结构特殊、具有较高热稳定性，对放射性核素选择性好、吸附容量高，因此被当时日本政府大量投放到海中吸收辐射物质，并起到了良好的效果。 而在这项决定与做法背后的科研团队中，渡边雄次郎就是其中一员。

福岛第一核电站3号机组附近

沸石被投放到海中吸收辐射物质

渡边雄次郎长期致力于研究沸石的特性与功用，非常了解沸石作为一种天然环保材料，有着规则排列的多孔结构，具有强吸附性，因此具有净水、改良土壤、除臭等多种特性。在后续的被福岛第一核电站事故破坏的土壤中，渡边雄次郎也带领研究团队寻求各种方法，用沸石来去除放射性铯，“在过去的土壤治理方法中，会依靠破坏土壤结构来回收铯，但考虑到处理范围，这些方法成本高昂，并且破坏后的土壤会成为不可再利用的废物，还需要在回收后稳定铯。我们希望能够在不改变土壤成分的情况下仅去除放射性铯，因为沸石被证实能够有效吸附辐射物质，因此可以将土壤中的铯吸附到沸石上，将其回收，并按原样限制它以使其稳定，因为我希望依托沸石的力量，让这些被辐射的土壤恢复生机”，他坚定地说道。

03

发挥环保功效

用循环利用的沸石

渡边雄次郎在求学时第一次接触到沸石，就窥见了它的循环利用、可重复使用、天然等优势，因此毅然将其作为自己后续研究的核心环境材料，他坚信这种环保、可循环利用的天然环保材料，势必可以带来可持续的环境改善。

作为传统的优秀土壤修复材料，沸石已经被广泛应用于农业领域中，其通过与土壤混合，能够有助于提高土壤肥力，促进农作物健康生长。渡边雄次郎对于沸石在农业领域的应用研究并不止步于此，为了能够促进更多类别的农作物产量提高，渡边雄次郎带领团队致力于研发更多的沸石的栖息地（介质）而不是土壤。通过数十年研究已经证明，如果在水中加入沸石及植物生长所需成分，则能够实现植物水培目标。

并且，渡边雄次郎表示近期也已经与一家农业公司联合研究，制造出一种嵌入沸石的薄片，方便将其放置在土壤上，方便农户可以方便携带，依托于沸石特性，这种材料可以稳定地供给水、氧、肥，促进农作物更好地成长。对此，渡边雄次郎表示，“我们都了解农户的不易，在农业种植中，这些作物易受自然灾害和环境污染的破坏，生产力不稳定。通过改进培养基的功能，我相信稳定地种植高效优质作物不是任何人的梦想。”

04

沸石情怀

用更好的研究成果回馈社会

从事沸石研究数十年，从一名稚嫩的初入学府的青年成长为博士、教授，渡边雄次郎表示自己最难忘的就是用一次次成功的沸石技术来帮助更多领域实现科技进步，他用坚毅的步伐演绎着自己在沸石科研上不断进取的决心。并且，渡边雄次郎表示自己的研究被国家乃至世界领域所关注，获得了巨大的科学研究资助，对此他也想积极将研究成果回报给大众。近年来，渡边雄次郎不断参加日本学术振兴会公开招募的“灵感时目科学-欢迎来到大学实验室-KAK ENHI”等活动。

为了能够更好地让大众了解与关注沸石，同时也为未来沸石领域输送人才，渡边雄次郎也将一部分精力置于对青少年的沸石教育上，如在暑假期间，渡边雄次郎组织一些学校举办小学生科学实验课程“水环境实验室1日体验”，期间会让孩子们参与到沸石相关实验中，如让学生使用沸石制作净水装置，并用电子显微镜观察的同时体验科学的乐趣。此时，渡边雄次郎鼓励实验室的学生们可以多去了解沸石相关知识，将沸石理论在孩子们心中种下并巩固。

05

新研究、新征程

干一行爱一行，渡边雄次郎用行动诠释着信念，对于沸石新技术的研究，他从未止步。目前，渡边雄次郎正在申请使用地热水生产多孔二氧化硅的专利，关注利用地下深处岩浆层的热能进行地热发电。地热发电是一种可再生能源，其原理是将被岩浆加热的地热水抽上来，利用热水的蒸汽带动涡轮机转动，从而获得能量。

目前，尽管电力份额仍然在0.3%左右，但业内对清洁可再生能源的未来趋势寄予厚望。但是地热发电模式呈现出明显问题，其一就是由于处理二氧化硅水垢而导致的成本增加。二氧化硅水垢是一种沉淀物，即所谓的“水渍”，是水中含有的硅酸（二氧化硅）反复与空气接触而蒸发而积聚而成的。如果硅垢附着在抽地热水的管道上，热效率会下降，发电量也会下降。因此，在使用前必须妥善收集沉淀的二氧化硅并清洁管道。由于此时收集的沉淀物中含有砷等有害物质，必须作为工业废物进行处理，而这些过程成本是非常高的。

九州山川地热发电厂多孔二氧化硅沉淀实验

为了解决二氧化硅结垢问题，渡边雄次郎正在研究是否可以在将地热水中的二氧化硅沉积在管道上之前，使用某种应用来生产有用的多孔二氧化硅，其中沸石扮演着重要角色，其为制备多孔二氧化硅吸附剂的主要材料。如果这一技术能够研发并成功应用，则解决了业内的一大难题。目前，渡边雄次郎表示该技术已在地热发电厂重复实验的同时进行了实际应用研究，取得了良好效果，目前正在申请专利。

作为一名沸石人，渡边雄次郎教授在从事沸石研发、试验过程中，始终用匠心来诠释自己对沸石的全部热爱；而对于培育沸石人才时，始终坚持高标准、严要求，培养学生探究能力和综合素质。这便是渡边雄次郎教授，一位从始至终，初心不改的沸石人，一位坚守学术，勤奋耕耘的沸石专家。

素材整理自：日本法政大学官网

人文学学术资源在线等

图片来自网络