博文
[转载]“木工”彭万喜
|||
| “木工”彭万喜 |
21岁进大学，彭万喜开始与“木”结缘，起步虽晚，但却成为其一生的事业；当别人在研究和应用间摇摆，他心无旁骛，一头扎进科研，催生出33项国家发明专利；在追求速效的时代，他盯住安全和环保，最终引领了市场潮流。
■本报记者 成舸
木材加工是门技术活儿，哪需要什么科学？书生气的彭万喜经常碰到类似的诘问。起初，他自己也是这么想：“我也是进了大学才知道，木材加工并不等于传统的‘木工’，里面其实有很多科学技术问题值得研究。”
▲彭万喜在工厂指导生产
彭万喜是中南林业科技大学“70后”教授。2013年末，时年39岁的他，捧回了2013中国青年科技奖。获奖理由是他在木材制品的关键科学问题——阻燃、防腐和减排三方面作出的创造性贡献，不仅解决了行业技术难题，同时也满足了人们对绿色宜居的渴求。
21岁进大学，彭万喜开始与“木”结缘，起步虽晚，但却成为其一生的事业；当别人在研究和应用间摇摆，他心无旁骛，一头扎进科研，催生出33项国家发明专利；在追求速效的时代，他盯住安全和环保，最终引领了市场潮流。
从“木工”到木材“化学家”
木材加工是门技术活儿，哪需要什么科学？书生气的彭万喜经常碰到类似的诘问。起初，他自己也是这么想：“我也是进了大学才知道，木材加工并不等于传统的‘木工’，里面其实有很多科学技术问题值得研究。”
1995年9月，彭万喜进入中南林学院（今中南林业科技大学）木材加工专业学习。研究生阶段，在李存年教授指导下，他开始研究松木脱脂新技术。正是从这样一门看似很窄的领域里，他逐渐摸到了门路。
“探明木材抽提物的分子溶出次序，构建溶出动力学方程，发现抽提物与细胞壁结构的协同效应，明晰松脂微/纳米粒子溶出规律，提出松木酸性脱脂理论。”一则获奖材料中这样写道。
要弄清楚上述问题，要用到大量的化学知识，仅凭大学期间学过的有机化学远远不够。
“化学知识基本上全靠自学。”彭万喜告诉记者。其中就包括上世纪90年代美国学者新著的《实木化学》，这门学问当时在国际上也才刚刚起步。
“木材化学是单独研究木材的各个组分，主要为制浆造纸工业服务，而实木化学是以木材作为整体来研究的，主要研究木材加工和使用中的化学问题。”在发表于2004年的一篇论文中彭万喜建议，以木材抽提物的研究为连接点，打破实木化学和木材化学的界线，实现两学科的交叉。
事实上，林业并非一门高产论文的学科，木材加工领域更是如此。然而从2004年到2009年这6年里，彭万喜独立和参与撰写的科研论文不仅数量可观，还保持了较高的水准，成了名副其实的木材青年科学家。在此基础上发明的松木脱脂配方与配套脱脂工艺技术，不仅可高效脱脂，还实现了零排放和抽提物的综合利用。
“作研究论文不是目的。作出实实在在的成果，以成果转化和应用推动行业发展，进而使老百姓从中受益，这才是最重要的。”彭万喜说。
妙法解除甲醛排放之忧
近年来，人造板在室内装修中大量运用。由于木材人造板所用胶黏剂在使用过程会长期排放甲醛气体，成为污染室内空气、威胁居民健康的一大“杀手”。不独木制品如此，沙发、席梦思床垫中填充的海绵也大量使用甲醛作防腐剂。
“虽然材料在出厂时都出具了合格报告，但甲醛排放量实际上已很接近国家标准限量值上限。当一个房间里装了很多这样的材料时，甲醛总量就很可能超标。”彭万喜说。
目前常见的办法是活性炭吸附，但吸附量有限，且并不能阻止甲醛释放。面对高释放期长达5年之久的甲醛，必须寻找一种新的阻止其排放的方法。
“既要将甲醛排放完全消除，还要不带来新的污染源。”彭万喜介绍，此外还要求材料容易获取，并保持低成本，以满足产业需求。他想到了使甲醛“固化”的办法，将甲醛“锁死”在木材里。
寻找理想的化合物是最艰辛也最重要的工作之一。为了寻找一种能与甲醛发生反应使其瞬间固化，而且分子量小、易挥发、难分解的化合物，“我们失败了不下上万次。”彭万喜说。
现在，这种液态甲醛“固化剂”药品已问世。使用时，只需把瓶盖拧开，在房子里搁上个三四天，任其挥发，就能浸入木地板、墙面、天花板、衣柜、沙发里，与其中的甲醛发生瞬间化学反应，将其悉数固定，再也“跑”不出来。
“过去新房子至少得放上好几个月才能入住。现在，夏天只需通风3到4天，冬天也只需要一个礼拜，就能放心入住了。”据介绍，固化后的甲醛不仅稳定性很好，而且不会产生任何其他的毒副作用，而且100平方米的房子处理用的药品成本只需50块钱。凭借该成果，彭万喜荣获了湖南省科技进步奖一等奖。
“巧合”中诞生的不燃木
与甲醛固定剂的研发经历不同，曾获国家科技进步奖二等奖的“无烟不燃木基复合材料技术”最初来自一项偶然的发现，彭万喜称之为“巧合”。
攻博期间，彭万喜所在课题组的广州某合作企业老总，有一次去郊外散心，坐在山头抽烟时他无意中发现，扔在地上的烟头几秒钟便很快熄灭了。回来后，心中不解的老总立即把情况告知彭万喜和他的博士生导师李凯夫教授。
会不会有一种特殊材料阻碍了烟头的燃烧？凭着敏锐的科研意识，彭万喜与项目组其他成员前往那座山头调查，寻获了一种矿石，并将其带回实验室分析。发现其中含有的一种无机化合物成分，的确具有阻燃的作用。就这样，阻燃材料的研究进入了他的视野。
博士毕业后，彭万喜回母校工作，与吴义强教授一道开展这项研究，希望将阻燃材料与木材加工相结合。
不过，要将无机矿物质融入到木材中难度很大，“当时我们也没有别的招，只能把市面上所有的胶黏剂全部买来，一个个验证，一个个排除，做了好几年。”经大量筛选和试验，终于摸索出一种“冷固化”胶黏剂及成型技术，成功地将这种无机材料与有机材料合成，掺和在了胶黏剂里。
据彭万喜回忆，该成果拿去鉴定时，一开始有评委建议不用“无烟不燃”的说法，改用“高阻燃”。项目组现场展示一块样品的阻燃效果，在众多专家的注视之下，放在煤气灶上连续灼烧了1个小时，“手摸在板材背面上都不感觉烫”。而普通阻燃剂只要求达到延缓燃烧15分钟，这是根据国际上消防队从火灾发生到赶到现场的最快时间所制定的标准。
“由于使用了特殊的阻燃材料，火苗到阻燃层1毫米左右距离时，火就自动灭了，肉眼根本观察不到燃烧。”彭万喜说。这种无烟不燃材料已在广州木易木制品有限公司，成功实现了产业化，“前来要货的订单已排队到了一年以后”。
《中国科学报》 (2014-01-24 第7版 学人)
https://blog.sciencenet.cn/blog-1557-761831.html
上一篇：寻找“合”型解决方案
下一篇：[转载]恒大夺冠，是“标准化”的胜利
