一位院士的研竹历程

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近日,陕西铁路工程职业技术学院道桥工程系的学生以“变废为宝,低碳环保,绿色校园”为主题,自发举办了一场科技与环保相结合的作品秀。他们利用生活中常见的废弃木料、纸板等制作出桥梁模型等作品,倡导环保意识,弘扬勤俭节约。图为该院大一学生展示自己制作的悬索桥模型。张玉鹏 摄

  如果说“以竹代木”是南京林业大学张齐生院士竹材研究开端的话,那么“以竹胜木”是他攀登的另一高峰了。

  ■通讯员 谌红桃

  日前,南京林业大学张齐生院士领衔主持的《竹木复合结构理论的创新与应用》项目获国家科技进步二等奖。这已是这位74岁的院士第7次获国家科技大奖了。

  谈起这些成绩,张齐生淡然地说:“荣誉和成就只能代表过去,国家和社会对科研工作者有很多期待,我们应该努力把自己的事做好,不留遗憾。”

  7年破解“竹子高温软化展平”世界难题

  1979年,张齐生带学生来到安徽黟县开门办学。眼望漫山遍野的青青翠竹,当时黟县的陈副县长对他说:“木材越来越紧张了,张老师,你们要能帮我们把这么多的竹子利用起来,那可为我们县做大贡献了!”

  从黟县回校不久,已过不惑之年的张齐生决定对自己的研究方向做重大调整:从木材转向竹材。这种调整意味着放弃自己熟门熟路的研究领域。

  竹材研究的第一个“螃蟹”是“竹子高温软化展平”,这是一个世界性难题。如何将直径小、壁薄中空、圆周方向容易断裂的竹子变成幅面大、强度高、不变形的各种厚度的板材?张齐生开始了艰苦的探索。在经过无数个不眠之夜,终于找到了竹材高温软化展平最佳温湿度和加压的方法。

  实验室的成果要转化为生产力,才能创造真正的经济效益。1983年,根据初期的研究成果,张齐生先后在浙江余杭、安徽黟县和江西宜丰建立了3个试验工厂,很快研制开发出竹材胶合板。

  产品做出来了找不到用途怎么办?张齐生清晰地记得,当得知第二汽车制造厂在浙江龙游用竹车厢底板的消息时,他和助手立马放下手中的活,拎上行李便赶往火车站。他们站了10个小时来到龙游。了解情况后,第二天佛晓又坐上长途汽车,辗转浙江、江西来到安徽黟县,指导工厂进行产品试验。尽管事隔近30年,但产品应用和推广的艰难画面至今让张齐生难以忘却。

  近10年的研究和实践终于开花结果了。1987年,张齐生他们的产品竹材胶合板终于获得了社会和企业的认可。他先后在南方竹产区推广建设了30多家竹材胶合板厂,产品供不应求,不仅广泛应用于我国40余家汽车制造厂的车厢底板,还出口日本、韩国等国家。

  历行17载研究开发竹木复合板

  张齐生的竹材研究走的第二个步骤是:以竹代木和以竹胜木。竹材胶合板是他“以竹代木”理论脱胎而生的产品。如果说“以竹代木”是张齐生竹材研究开端的话,那么“以竹胜木”是他攀登的另一高峰了。

  上世纪90年代初,随着竹子大规模的开发利用,竹子身价倍增。老百姓开心了,可张齐生却乐不起来:“当时杨树加工业大规模发展,杨木加工成本更低,如果竹产品不提高技术含量,可能带来的后果是产业转移,最终竹子的工业化利用可能半途夭折。”

  “以竹代木”的理论碰到了现实难题。为此他又提出“以竹胜木”的新理念。要实现“以竹胜木”就必须开发新的竹产品,在性能、外观、价格等方面都要优于以木材为原料的产品。

  1995年,张齐生提出“竹木复合结构是科学、合理利用竹材资源的有效途径”的科学论断。他运用层合板理论,把竹子和木材按一定的比例做成的竹木复合板,各取竹木之长,又避其之短。他构建的“完整的竹木复合结构理论体系”,为各种高性价比的竹木复合结构产品设计和研发提供了坚实的理论基础。

  张齐生研发的系列竹木复合集装箱底板被业界称为全球集装箱业的一次革命性变革,解决了困扰集装箱界几十年的底板离不开热带雨林珍稀木的世界难题。竹木复合结构集装箱底板经法、美、德、中等国际船级社认证,世界几十家集装箱制造厂、船运和租箱公司在全球范围内进行运行考核,一致公认性能达到并优于用热带雨林少数几种硬木制作的底板。

  竹木复合集装箱底板还有价格上的优势。相比热带雨林硬木为原材料的集装箱底板,竹木复合集装箱底板售价可下降20%至30%,并且材料更容易采伐,还不破坏生态环境。目前,全球95%以上的集装箱都在中国生产。专家预计,5年之内,热带雨林硬木将完全退出集装箱业的历史舞台,这也是世界运输史上的重大革命。

  竹木复合结构板除集装箱底板外,还广泛运用于客货车厢底板和混凝土模板,并在国内几十家企业推广运用,不但为竹区百姓带来了财富,还为森林资源利用与保护做出了贡献。

  “从竹木复合结构理论的提出到如今实现的产业规模,我又花了17年。”尽管成绩斐然,可张齐生并不感到轻松。

  十几年专攻“农林生物质气化多联产技术”

  进入21世纪,我国政府将科学发展与生态文明建设提高到了一个前所未有的高度。张齐生敏锐地意识到,由于劳动力成本不断攀升,劳动力密集型的竹材加工产业将面临着新的、更大的挑战。张齐生把目光锁定在生物质资源的高附加值利用领域上。他不但率队开展竹炭、竹醋液加工利用研究,还进行秸秆等农林生物质气化多联产技术的研究。这就意味着张齐生把秸秆等农业垃圾“变废为宝”,研发成可利用资源。

  经过十多年的研究攻关,生物质气化多联产技术终于结出了丰硕的果实。张齐生成功地将农林生物制成可燃气、生物质炭、生物质提取液等三项产品,并将它们进行应用开发,先后在湖南、安徽、浙江等3家工厂建立了单炉(气化炉)单机(发电机)连线的应用试验。不久,一项“5兆瓦、10兆瓦的生物质气化多联产技术电厂”的建设项目即将立项,张齐生新领域的科研成果又可转化为直接的生产力了。

  “林业在国家生态文明建设舞台上扮演了不可替代的角色,也是最重要的生物质资源之一,林业院校的科研工作者在当今时代背景下大有可为!”如今年逾古稀的张齐生仍未打算停下他的脚步。

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