工作动态
追踪国际前沿,引领木竹产业科技创新
时间:2017-04-01 来源: 文字: 图片: 编辑: 点击:

 

       于文吉,二级研究员,博士生导师,现任中国林科院木材工业研究所(简称木工所)人造板与胶黏剂研究室和竹质材料工程中心主任、木质重组材料领域首席专家,《林业科学》等10余种期刊编委,山东省政府特聘泰山产业领军人才。作为领队和项目负责人,近10年来,在木材、竹材加工和人造板领域,取得了有目共睹的成绩,获得国家科学技术进步一等奖1项、二等奖2项、省部级科技成果及奖励10余项、中国发明专利优秀奖1项、省部级鉴定认定成果15项;获得国际发明专利1件,中国发明专利20余件。在国内外核心学术刊物发表论文110余篇;培养研究生30余名。多次获得全国优秀林业科技工作者、全国生态建设突出贡献先进个人,中央国家机关优秀共产党员等荣誉称号。
    
       承担多项国家重大课题,获得显著成绩
  为了提高我国林业产业科技水平,并拥有自主核心技术,于文吉带领人造板与胶粘剂创新团队,紧密跟踪学科前沿,针对行业发展过程中遇到的热点、难点以及企业急需解决的技术难题,从基础理论入手,从解决实际问题出发,把生产需求和在基层中发现的问题纳入科学研究,取得显著成效。
  近年来,于文吉承担了国家“863”、 “973”、“十一五”重大科技支撑、科技部公益专项、“948”引进等10余项国家重点项目课题。在农林剩余物综合利用和竹材高效领域突破制约产业发展的关键技术难题方面,建成了国内第一条年产1.5万立方米麦秸人造板生产线和产业化示范生产线,为农作物秸秆资源化利用开拓出了一条新路。通过努力攻关,突破了制约我国竹材产业发展中竹材胶合和竹材利用率偏低的关键技术瓶颈难题,将竹材一次利用率由50%左右提高到了90%以上,并形成了由18项专利有效保护的自主知识产权体系,使得我国竹材产业化位居世界领先水平。目前,采用该项技术建设的世界上第一条年产8000立方米风电叶片生产线已经投入生产,全球第一片采用竹基纤维复合材料试制的风电叶片于2011年试制成功,并于2012年5月进行了现场挂机。利用该技术平台,在全国5省区推广在(筹)建竹基纤维复合材料生产线15条,产能达25万立方米。该技术在竹产区全面推广后,经济效益可达100亿元以上。
  通过于文吉及所在团队成员的共同努力,近十年来,在竹基纤维复合材料、高性能木质重组材料、农作物秸秆资源化高效利用和废弃木质材料循环利用等领域,形成了涵盖产品、制造工艺、关键设备和标准的成套技术体系,为我国林业生态和产业建设,以及竹产区农民增收做出了突出贡献。其成果在由国家发改委、科技部等十三部委组织的重大节能减排展上被重点推出,连续入选“十一五”和“十二五”国家重大科技成就,中央电视台新闻联播节目对此进行了专门报道,扩大了国际国内影响力。

      

        与竹结缘,开辟竹材新天地
       1982年,于文吉考入东北林业大学(当时为东北林学院)。 “当时,我学的是木材机械加工专业,简称‘木工’。那时,国家整体发展水平比较低。但东北是木材加工基地,林业很发达。上大学时我们就有机会到各个企业和工厂去实习。”大学四年,于文吉打下了深厚的专业基础,掌握了过硬的专业技能。
       大学毕业时,许多人选择了服从国家分配参加工作,那时大学生为天之骄子,党政机关、科研院所、高等院校等到处抢着要。而于文吉却选择了继续深造,报考北京林业大学(当时的北京林学院)的研究生。
       “那时,研究生招生名额非常少,我所在专业全国是屈指可数,能考上研究生的人是凤毛麟角,因此考研也是一件很伟大、很光荣的事,当然难度也大。一般情况下是考本校的多,不了解情况就不敢随便考外校。但是我决定考北京,因为我向往。” 1986年,于文吉如愿以偿考上北京林业大学,科研之路由此扬帆起航。
        “第一次与竹子打交道是我在研究生实习期间,清楚的记得,实习的第一站是湖南长沙岳麓书院。在那儿看到一大片老竹,南方人称其为‘楠竹’。作为在北方长大很少见到竹子的我,感到非常新奇非常喜欢。随后又从长沙坐48小时火车,到四川温江竹材水泥模板厂考察实习,竹子在我心里更是留下了深刻印象。后来我的硕士和博士论文都与竹材有关。”
       研究生毕业的于文吉被分配到了我院木工所工作,继续开展竹材研究。1991年,在参加海峡两岸竹木加工机械研讨会时,结识了许多国内国外竹木加工领域产业化前沿的企业家,为后来开展重组竹的研究打下了有利基础。为了更好地开展科学研究,打下更为坚实的理论基础,1998年,于文吉攻读了中国林科院在职博士,师从江泽慧教授。
       2001年,在国家 “十一五”科技攻关项目支持下,于文吉开始从事小径竹利用研究。2004年,在美国农业部林务局南方研究院开展合作研究时,发现美国在木材应用方面已经开展了大量的科研实践与产业化工作,给了他极大启发。当时,他就感觉重组竹是未来一个很好的发展方向。回国后,便将主要精力集中到了重组竹和重组木的研究上。
      于文吉说,目前来看,重组竹最大的市场当属户外材料的应用。我国目前景观、栈道等户外木质材料的年消耗量约为300万立方米,而木材资源有限,其防腐性和耐久性相比又较差。若采用重组竹技术却能很好的解决其存在的问题。在于文吉看来,重组竹不仅能弥补木材资源短缺,还可开辟绿色环保之路。

      

       审时度势,攻克产业难题
  作为博士生指导教师的于文吉,常常告诫学生:“做科学研究,特别是做应用研究,一定要深入生产第一线,深入企业,深入公司,了解整个行业和产业需要解决的问题,然后有针对性的去开展研究,解决企业所需或燃眉之急。这样科学研究与成果应用才可良性循环。”在研究行列,于文吉就是一个与企业打交道最多的人,每次有关会展、科研论坛等,他走到哪里,都会有很多认识他的人与他打招呼,或咨询,或请教,或友好聊天。正因如此,他能从中敏锐地捕捉到产业发展动态,及时发现产业难题。
       20世纪90年代末,重组竹技术和产品由浙江安吉的企业自主创新研发而成,最初以竹窗帘加工过程中所产生的废竹丝为原材料,经过树脂浸渍后,模压制成新型竹基复合材料。由于产品具有竹材自然优雅的纹理,一经推出,即受到了国内外消费者的青睐,生产规模呈迅速扩大之势。
       2002年,于文吉在浙江调研时,发现重组竹产品非常不错,效果也很好,但原材料的规则性差,生产过程中必须把竹材外面的竹青、竹黄去掉,不仅浪费资源,生产效率还低,费工又费事,很难实现大规模的工业化生产。在于文吉看来,竹青的纤维最好,浪费了很可惜。他一遍遍地问自己,能否通过科技发明把整竹都利用起来呢?
       2004年,他开始研发能够处理竹子表面并对竹子进行碾压、疏解满足胶合性能的设备。他和一位曾在1978年全国科学大会获得三等奖的老同志一起探讨、研制,针对竹材壁薄中空、青黄难以胶合的难题,于文吉带领团队终于发明了竹材单板化精细疏解技术,创制了多功能竹材专用疏解机,开发了竹材单板化制造、点裂微创、纤维原位可控分离一体化疏解工艺,发明了纤维化竹单板,解决了竹材青黄的胶合问题,提高了竹材的一次利用率和单元制备效率,实现了竹材大规模工业化利用。此外,他们还研制了高渗透性酚醛树脂合成与应用技术,为高性能竹基纤维复合材料的制备提供了基础保证;发明了高效重组成型技术与装备,提升了我国重组成型制造和装备水平;建立了竹基纤维复合材料制造技术平台,创制了高强度、高耐候性、高尺寸稳定性和环保型等4大系列竹基纤维复合材料,开发了竹质风电叶片、户外材、室内装饰材、门窗、家具等高附加值产品。通过项目的实施,使我国成为了世界上唯一拥有高性能竹基纤维复合材料自主知识产权、标准和产品体系的国家。
   “虽然我国竹产业取得了巨大的成就,但仍属于劳动密集型产业,资源利用率低,生产效率低,产品同质化严重,其根源就是传统技术必需去除青黄才能有效胶合,难以单板化利用。”如何利用我国丰富的竹材资源,突破竹材加工利用中的关键技术难题,制造高性能的竹基复合材料,弥补木材资源短缺,是于文吉“高性能竹基纤维复合材料制造关键技术与应用”研究解决的重大科学技术问题。成果获得了2015年度国家科学技术进步奖二等奖。

 

      小材大用,挑起工业大梁
      传统的竹材人造板单元宽度通常只有20毫米~30毫米,且必须去除竹材青黄,因此,竹材一次利用率只有50%左右,且只能采用大径级毛竹,而占竹材总资源50%~60%的丛生竹、小径竹无法被工业化利用。有了重组竹技术,很多竹材资源就可以利用了。例如麻竹,因为其材性没毛竹致密,以前400块钱一吨都没人买,但通过利用重组技术加工,所形成的产品性能很好。变废为宝,小材大用,让于文吉感到非常自豪。
       如今,用竹质板材搭建长廊、凉亭、小桥越来越普遍,甚至成为一种潮流。“用竹子替代木材,外观、性能、价格、质量有优势,有市场。当前,户外重组竹的技术门槛还比较高,需要较为成熟的大企业才能加以承担,但我们的技术非常成熟,已有现成的市场。”于文吉骄傲地说。在安徽、福建、湖北、四川等9省市已建成了包含产品、设备和胶黏剂等28 条生产线,生产的竹基纤维复合材料及其制品在北京、上海、新疆等21 个省市推广应用,并出口美国、德国、荷兰等46个国家。此外,他们创制的多功能竹材专用疏解机、多层热压机和冷压机等关键设备,累计推广233台套,在浙江、四川、安徽等13个省市45 家企业应用,国内市场占有率达到了60%,并出口新加坡、日本、印度等9个国家和地区,有效推动了竹产业科技进步,促进了竹产业转型升级。
       有人将于文吉称作“竹钢之父”,于文吉谦虚地说:“我要是‘竹钢之父’,那投资者就是‘竹钢之母’了。这些成就都基于企业基于投资者。”
       科技成果转化一直是科技界“难啃的一根硬骨头”,许多科技成果常常被束之高阁,得不到转化应用。于文吉却做得风生水起,这一切都离不开他的苦心孤诣,离不开他与企业的血脉相连。
       “做任何一件事情都不易,我们常常与企业交流和沟通。与企业合作得越多,就越容易发现问题,之后针对问题开展科学研究,将问题加以解决,是我们的出发点,也是我们努力的方向。科研成果决不是靠论文靠冥思苦想能搞出来的,一定要与生产实践相结合,尤其是应用型科研。”
        “说句老实话,开展成果推广应用很累。我们每次都是一点一点地往前推进,除了在实验室做实验,最主要的是到工厂去,安徽、四川、浙江、福建等很多地方我们都是去了一次又一次。刚开始,我们都是在废弃的牛棚里准备原材料。”
       “出去进行技术指导以及生产线建设,一般都是从早上6点到晚上12点,一天18个小时,连续好多天。我一般每次至少是一个星期或半个月,而我的研究生一待就是一、二个月。因为工厂的机器开起来,不能停,否则,损失很大。做实验也是,一定得有连续性。”
       于文吉回忆道,一次在四川进行竹材产业化实验时,他们高兴地把实验用的竹材晒在室外,谁知中午突然下起了大雨。他和四个研究生迅即放下碗筷,全力“抢救”已经浸渍好胶黏剂的4吨多竹材,手上被扎了许多竹刺都不知道。工人们被他们的行为所感动,也纷纷帮忙搬运,当把竹材搬完时,饭菜也早已凉了。
       “人家说十年磨一剑,还真是这样!做科研一定要与产业和国家发展大方向结合在一起,在这个基础上去坚持,才有可能取得一点点成绩。有的科研不好做,奋斗一辈子,任何成就都没取得,也是常有的事!”于文吉感叹道:“但,当你把科研当作一件十分愿意做的事情,就不觉累,某种程度上还是一种享受。最理想的状态就是自己愿意、主动去做想做的事情,怀着高兴、积极的心情主动性地去思考、去努力、去拼搏,多多少少会有收获的。”
  10多年来,于文吉“错过”了不少机会。20世纪90年代出国潮涌现时,他选择了留在国内;新世纪产业发展时,很多企业愿意以优厚的待遇聘请他,甚至还有人鼓励他自己开公司,……这些都像一阵和煦的轻风一样在于文吉耳边吹过,未留痕迹。他说:“我总觉得还是在国内一心一意地做研究更好。”
       现在的于文吉,正带领其团队在新型重组木和无醛人造板领域继续大踏步的创新前行。

     (王建兰/院办 余养伦/木工所)


 

为您推荐