中科院蘭州化物所研發新技術解離凹土棒晶束

　　有一種神奇的土叫“凹土”，其“長相”與同類無異，卻是一種稀缺的非金屬礦產資源。在棕櫚油原油中加入它，可使油品變清透，并過濾黃曲霉素等有害物；在塑料中加入它，產品不易老化還可阻燃；在沐浴液中加入凹土，泡沫細膩易清洗……

　　然而，凹土此前卻被用作低附加值的干燥劑、吸附劑，以每噸900元低價銷售。近日，記者從中科院蘭州化學物理所獲悉，該所研究員王愛勤與江蘇一家企業合作，破解了凹土的“密碼”，通過高壓均質技術使凹土中的棒晶束解離，其開發的納米無機凝膠新產品每噸可賣到4000元以上。

　　偶遇凹土

　　一次偶遇，讓王愛勤與凹土結緣。

　　凹土，即凹凸棒石黏土，是在數千萬年的地質形成過程中，黏土結構不斷改變，由火山沉積變質形成的一種以凹凸棒石為主要成分的黏土礦物。

　　“我跟凹土是有緣分的。”王愛勤回憶道。2001年，王愛勤正在用膨潤土開發保水劑，一位企業家帶著凹土來到了實驗室，稱這種土的吸水性能可以達到1：300。作為一種非金屬礦物質，王愛勤不用看也知道凹土不可能那么神奇，但是在顯微鏡下，他發現了另一份驚喜——凹土特殊的棒晶束結構。從此，王愛勤開始了長達十幾年的凹土研究。

　　他們研制出的第一個產品就是加入凹土的復合保水劑，其成本低、耐鹽堿性能比膨潤土好。

　　經過7年實踐，王愛勤發現了一個問題：為什么不同地區的凹土或同一地區不同礦層的凹土做出保水劑的保水程度不一樣？2007年，王愛勤開始了對凹土微觀結構的研究。

　　探秘微觀結構

　　在王愛勤的實驗室里，記者看到來自甘肅與江蘇的兩種凹土樣本。產自甘肅的凹土顏色微紅，產自江蘇的凹土呈白色。王愛勤說，凹土的顏色與純度無直接關系，只是紅色凹土中有微量的三價鐵離子，偏綠色則是伴生了銅離子。

　　凹土中最關鍵的微觀結構是棒晶，在顯微鏡下，棒晶以棒晶束聚集，好似一堆稻草，科研人員要做的是在不破壞棒晶結構的前提下，把這些聚集在一起的稻草解開，一根一根地排列，這樣才能發揮他們納米材料的功效：發育完全的棒晶束膠體性能強，可以放在牙膏、沐浴液中;發育不完全的棒晶束吸附性能強，可以用作吸附劑。

　　經過多種處理方式試驗后，王愛勤發現對輥、高速攪拌和酸處理結合可以使凹土中90%的棒晶束解離。

　　破解產業化密碼

　　但在緊接著的中試中，新的問題產生了：在實驗室里，很容易實現1萬轉的高速攪拌，但在工業化中，沒有一種設備可以達到1萬轉。

　　在眾多的設備選擇中，王愛勤最后鎖定了高壓均質技術，它是通過瞬間碰撞，形成空穴效應，使得棒晶束解離而不損傷棒晶。王愛勤欣喜地對記者說，目前江蘇正在建設5萬噸工業生產線。

　　對于凹土未來的發展，王愛勤提出了“味精式”應用的概念：棒晶束解離后，只需在高分子材料中加入百分之一的凹土，就可以改善產品的力學性能、機械性能，使其更堅韌、更耐磨、可加工。

　　中國的凹土儲量世界最高，江蘇已探明儲量占全國的74%、全世界的48%。王愛勤說：“目前，凹土產業的研發還處于初級階段，通過科學研究，希望這種‘黃金資源’能夠產生‘黃金效益’。”