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对话Membranes 杰出青年学者奖得主——赫罗纳大学Magdalena Cifuentes-Cabezas 博士

已有 1175 次阅读 2026-9-22 17:17 |个人分类:人物专访|系统分类:人物纪事

访谈内容

Q1. 请您简要介绍一下自己，包括目前所属机构以及膜研究的具体方向？

A：我是Magdalena Cifuentes-Cabezas博士，来自赫罗纳大学，目前担任分析与环境化学研究组研究员。我是一名化学工程师，在瓦伦西亚理工大学获得工程与工业生产博士学位。我的研究背景是膜工艺工程和环境工程，尤其擅长开发和应用膜基工艺进行废水处理、水资源再利用以及从复杂废物流中回收高价值化合物。近年来，我专注于分析化学，并将研究方向拓展到功能化膜在选择性分离和环境监测中的应用。目前，我主要研究制备、功能化和应用膜基系统，用于从复杂的水溶液基质中选择性提取、传输、预浓缩和回收金属。在课题组内，我主要致力于开发可重复使用的功能化膜过滤器，推动这类材料从实验室研究走向可落地、可规模化的过滤系统。

Q2. 是什么促使您将职业生涯的重心放在膜科学与技术领域？

A：膜材料最吸引我的一点，是它能够同时解决多项难题：它可以分离、浓缩、提纯，甚至回收有价值的化合物，且相比传统工艺，通常能耗更低、化学药剂用量更少。攻读博士学位期间，我采用超滤、纳滤、正渗透、吸附与生物处理等工艺，处理和利用橄榄油行业的废水。

这段研究经历让我意识到，废水不应仅仅被视为需要处理的废物，而应被视为水和有价值化合物的潜在来源。这也激发了我的研究兴趣：探究膜与目标物质的特性如何影响二者之间的相互作用、传质机制以及分离性能，尤其在复杂真实基质环境下的作用规律。此后，我的研究从压力和渗透驱动的工艺扩展到功能化膜。持续驱动我开展研究的，是期望将对膜-物质相互作用与传质现象的基础认知转化为具有选择性、实用性的技术方案，去解决真实存在的环境问题。

Q3. 获得Membranes 杰出青年学者奖，您有何感想？

A：这是莫大的荣誉，我满怀感激，也备受鼓舞。科研之路由长年累月的实验、失败的尝试、反复的修改、多方协作与持续学习铺就。我尤其感谢海内外的导师、合作者、学生以及各个研究团队，是他们助力我成长为一名科研工作者。

这份奖项到来的时机对我的职业生涯意义非凡，当时我正将研究方向拓展至分析化学领域。它让我更加体会到工艺工程、基础化学与分析化学之间紧密的关联，融合这些研究视角，能够发掘全新的科研方向。作为一名青年科研人员，即便全力以赴、笃定自己所探究的科学问题，也难免会对未来感到迷茫。这个奖项让我确信，我的研究方向与膜领域息息相关，也激励我以更高的目标研发可持续膜体系，推动相关研究从实验室概念验证走向实际应用。

Q4. 您能否详细介绍一下您赢得该奖项的具体研究项目或突破？您认为这项工作对膜领域具备哪些潜在价值？

A：这份荣誉并非源于某个单一项目或突破性进展，它更多是对我多年研究工作的延续性与系统性的认可。在瓦伦西亚理工大学学习期间，我在导师和同行的指导下，系统学习了多种膜分离工艺，包括超滤、纳滤、正向渗透、膜蒸馏和膜接触器。这些技术被应用于各种各样、成分复杂的水体，例如农工废水、纺织废水和城市废水。这段经历让我充分理解，膜分离工艺必须根据不同水体的特性进行调整，也进一步激发了我对水处理和水资源化利用的兴趣。

近期，我在赫罗纳大学继续深耕这一领域，开发了用于选择性金属分离、预浓缩、回收和环境监测的功能化膜。相关研究包括减少聚合物包覆膜中聚合物和有害成分的消耗，并开发基于可生物降解聚合物的可重复使用多孔过滤器，将选择性载体直接嵌入膜中。我们已将这些系统应用于镉和钯等金属在复杂基质 (包括海水和淡化盐水) 中的分离，并将这一概念扩展到稀土元素和现场样品。该研究的价值在于开发出集水处理、选择性分离和预浓缩于一体的紧凑型可重复使用材料。对于整个膜技术领域而言，我的研究方向始终围绕水资源问题，从传统处理工艺逐步转向选择性更强、可持续性更高、经过实际样品验证的实用膜体系。

Q5. 从学生成长为独立课题负责人或团队负责人时，您遇到过哪些科研或职业发展上的重大挑战？是如何克服的？

A：我目前仍在向更高阶的科研岗位迈进，暂未担任教职或课题组负责人。我认为科研独立并非意味着单打独斗，科研始终是一项团队合作。真正发生变化的是个人在团队中的角色：从主要接受指导转变为提出研究方向、做出决策、支持团队成员并承担更大的责任。如何在保持优秀团队成员身份的同时成为一名领导者，是这一转变过程中面临的主要挑战之一。

现在我负责指导学生、授课、协调实验工作、参与研究提案撰写，推动初步科研设想转化为具体成果。通过加泰罗尼亚政府资助的LLAVOR技术转移项目，我还学会了跳出科研成果视角，思考如何将膜技术落地为实用产品。在赫罗纳组织国际ISFMEM会议是另一项重大挑战，这项工作需要大量协调、团队配合和问题解决能力。

在不同机构、国家和研究领域之间转换，也不断迫使我走出舒适区。进入分析化学领域后，我既要学习全新理论知识，还要充分利用在化学与膜过程工程领域积累的知识。与此同时，我在意大利里斯本新大学和意大利国家研究委员会膜技术研究所的研究工作，以及各类学术会议与多校合作项目，帮助我建立起一个至关重要的国际人脉网络。这些经历让我明白，领导力并不意味着拥有所有问题的答案。它意味着倾听、向他人学习、做出深思熟虑的决策、支持团队，并在遇到困难时主动承担责任。

Q6. 您认为目前膜科学领域最具前景、最值得关注的新兴方向有哪些？您认为该领域在未来五年将朝着哪个方向发展？

A：膜科学领域最令人兴奋的研究方向之一是开发具有特定功能的材料，而非仅仅作为被动屏障的膜。通过引入选择性载体、响应基团、催化剂或传感元件，膜可以实现分离与回收、预浓缩、监测或反应等多种功能。为了有效地设计这些系统，我们需要更深入地了解膜-化合物相互作用以及控制传输的机制。

可持续性也将变得日益重要。对膜的评估不应仅依据其初始渗透性或选择性，还应考虑其制备过程中使用的溶剂和材料、稳定性、再生性能、使用寿命以及报废处理方案。其回收水和宝贵资源的能力也应纳入评估范围。

未来几年，实验研究、机理建模和数据驱动工具 (包括人工智能) 之间的融合将更加紧密。这些工具可以帮助挖掘内在关联，并加速材料和工艺设计，但它们的应用效果将取决于可靠且可比的实验数据。此外，我认为该领域的研究将朝着更贴近实际应用的方向发展，包括复杂基质、长期运行、膜污染和膜的重复使用。在此背景下，最具价值的进展可能并非那些在实验室中展现出最高初始性能的膜，而是在实际运行条件下兼具选择性、稳定性、可再生性、安全性和实用性的膜。

Q7. 结合您自身的科研经历，对于刚踏入膜科学与技术领域的青年科研人员或博士生，您有哪些具体建议？

A：我最重要的建议是建立一个强大而多元化的支持网络。多与人交流、参加学术会议、积极提问，并与来自不同学科、机构和国家的研究人员联系。这些人脉有助于未来开展合作，与拥有不同经历和视角的学者交流也能够催生新思路，反思固有认知，帮助你从全新角度审视自己的研究。良好的学术网络也能在你遇到困难和不确定性时，为你的学术生涯提供支持。

从科研角度来看，与其仅仅关注高去除率、高通量或高萃取率，不如尝试理解结果背后的机制。当你能够解释现象成因、认清研究局限，并判断该结果在不同条件下是否依然成立时，这项研究成果才具备更高价值。我还建议尽早使用真实样品进行实验。模型溶液固然对于理解系统至关重要，但真实的基质才能揭示真正重要的问题。

要学会跨学科协作，同时提升表达能力，无论是书面交流还是与非本专业领域的人员沟通，都要做到表述清晰。我自身的研究就受益于化学工程、分析化学、材料表征、建模和环境科学的融合。整合多领域知识，能够催生单一视角下难以提出的问题、想法和解决方案。

培养自律精神，学会信任自己和自己的能力也至关重要。研究成果、论文发表和职业机会并非总能如你所愿，遭遇挫折也并不一定意味着你的工作不够好。科研需要时间、持续性和耐心，即使进展不明显也要坚持下去。不要把拒绝解读为对你潜力的否定，科研之路很少一帆风顺。保持严谨与好奇心，寻求帮助，并支持身边同行。坚持固然重要，但学会复盘思考、保持开放心态，以及在证据表明需要调整方向时及时变通，同样不可或缺。

Q8. 您未来几年的主要研究目标或即将开展的项目是什么？

A：未来几年，我希望继续在膜分离、材料设计和分析化学的交叉领域开展研究。基于我在功能化膜和选择性传输方面的经验，我计划将研究拓展到膜蒸馏领域，并加深对膜和化合物性质如何决定分离性能的理解。研究内容涵盖吸附、解吸、扩散和表面相互作用，重点关注复杂水基质中挥发性和半挥发性化合物的分离过程。

我尤为关注将膜-化合物相互作用的基本理解与工艺性能联系起来。更好地了解这些机制有助于解释某些化合物为何会在膜内运输、保留或积累，并有助于设计或改进具有更可控性能的材料。我还希望将实验研究与先进的表征、建模和数据驱动工具相结合，以改进膜材料和工艺设计。

这一研究方向融合了我职业生涯中各个领域的知识：化学和膜工艺工程、环境应用、功能材料以及分析化学。我还计划继续开展国际合作，并在不同的研究环境中工作，因为流动性和与其他学科研究人员的交流互动对我思想的形成至关重要。从长远来看，我的目标是建立一条研究路线，把传质基础机理、膜材料设计和水处理、有价物质回收的实际应用方案紧密结合。