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  • 李坚:以自然为师的木材院士

    更新时间:2018-01-16 浏览次数:175 信息来源:中国林业网

    1月8日,中国工程院院士、东北林业大学林业工程学科带头人李坚凭借领衔的“基于木材细胞修饰的材质性质与功能化关键技术”,从人民大会堂捧回了国家科学技术进步奖二等奖证书。

    作为木材科学领域的院士,始终向自然学习,是李坚开启木材领域新视界的法宝。他说:“房子、票子都是身外物,不应迷恋,自然地生活最好。”
    木材领域的新视界

    李坚的开山弟子、已和他共事30多年的刘一星教授曾用“特殊材料制成的院士”评价李坚,“不管工作多么繁重劳累,从来看不出他疲倦,总是精力旺盛的样子。”

    制成李坚的“特殊材料”,是他的执著和坚强。“你看自然界的种子,不管环境多么恶劣,哪怕落在石头缝儿里,只要自己努力,也会生根、发芽。人要向自然学习。”李坚说。

    正是凭着这种精神,李坚带领他的团队,开辟了木材科学研究的新视界。

    第八次全国森林资源清查结果显示,我国森林覆盖率为21.63%。与缺林少绿的困境相对应的,是在经济发展过程中不得不从森林中大量获取木材的现实。极端供不应求的现状,让身为全国第一批木材科学领域博士的李坚开始思考,木材科学能在其中发挥什么效用?

    “木材是经济建设、绿色环境和人体健康的贡献者,木材科学的研究人员可以在很多方面大有作为。”瞄准木材研究的空白领域,李坚提出:保护和高效利用木材,就是不植树的造林,等于未增加森林面积而扩大了木材资源。

    20世纪80年代起,李坚把传统木材科学研究从木材解剖、木材性质和木材缺陷扩大到生物木材学、木质环境学、木材基纳米复合材料、木材纤维素纳米纤维制备、木材基电磁屏蔽等多个领域。也是从那时起,他开始吸纳化学、数学、自动化、艺术设计等专业的科研人员进入木材科学领域,实现学科交叉融合。

    而这些,都直接推动了李坚和他的团队创造出多个第一:第一部应用现代波谱分析技术揭示木材内部及作用原理的专著《木材波谱学》,第一次运用有序聚类分析、计算机视觉技术以及优化统计理论解决成熟材和幼龄材界定难题的专著《生物木材学》,第一篇论述木材视觉、触觉、调湿等特性与人类和室内环境关系的论文《木材、人类与环境》,第一次提出利用生物矿化原理制备无机纳米复合材料,第一次采用超临界技术制备以木粉为原料的纤维素气凝胶,第一次将采伐剩余物、木材加工剩余物、废旧木质材料这样的“三剩物”,以及秸秆、竹子等数量巨大的材料纳入科学研究再利用的范畴。

    “他有着超前的眼光,一直走在时代的前沿。”李坚的学生、全国优秀博士学位论文获得者王清文说。

    低质木材的复活剂

    李坚常常告诉身边的科研人员:陈旧的研究方法、陈旧的课题就不要再做了,搞科研必须要有新的思维、新的方法,否则就是误人子弟、误国发展。这样的思路贯穿了李坚的整个科研生命。

    2011年,李坚当选中国工程院院士。此后数年,他带领全国木材科研人员对多项新课题开展研究,而很多课题的启示,都来源于他始终引以为师的大自然。

    荷叶可以滴水不沾,我们能做出这样的木材吗?棉花轻柔飘逸,我们可以构筑相似的木质基仿生材料吗?一系列关于木材仿生与智能响应、异质复合材料与智能制造、为3D打印提供支撑的生物质材料的课题,即使在今天听起来也像是天方夜谭,甚至让开展科研的师生都有些怀疑:我们真能做出来吗?就算能做出来,要多少年才能出成果?

    面对这样的疑虑,李坚却始终坚定:“科学研究一定是前沿性的,有些基础研究不可能在短期看到效益,做科研不能急功近利,就像一颗沉寂多年的种子,埋在地下,是为了积蓄破土的力量。”

    是种子就一定会破土而出。在2017年度国家科学技术奖励大会上,李坚等主持的“基于木材细胞修饰的材质性质与功能化关键技术”获得了国家科学技术进步奖二等奖。

    项目针对人工林木材密度小、强度低、易变形开裂、腐朽虫蛀和易燃烧等性状,优选功能性试剂对木材多尺度界面进行修饰,通过改变细胞壁层分子结构和调控细胞微观构造,实现木材宏观材性显著改善并具备疏水、阻燃、防腐和电磁屏蔽等新功能,同时以基础理论创新驱动木材仿生功能化新技术的孕育发展,实现人工林低质木材高效高附加值利用。

    “实现人工林低质木材的高效高附加值利用,在天然林全面禁伐、木材供需矛盾紧张、人工林材质普遍低下的背景下,可以为我国林业可持续发展提供有效途径。”李坚说。

    项目通过创制木材细胞壁反应改性技术、集成创新木材改性防护一体化技术、发明木材细胞腔填充增强技术和首创木材短流程化学镀金属合金技术,在绿色药剂合成和改性阻燃协效方面实现了突破,经鉴定达到同类研究的国际领先水平,在木材仿生功能化基础研究方面引领科学前沿。目前,项目的关键技术已先后在河北、江苏、浙江、北京等地多家木材加工企业进行了产业化,为推动木材加工产业技术升级作出了突出贡献。

    栋梁之材的引路人

    李坚常说:“木材科学未被探寻的领域太多,需要一代代科研工作者的不懈努力。”而在他看来,最幸福的事不是自己取得的成绩,而是培养了一大批栋梁之材。

    他的学生中,很多已经成长为长江学者、教授、学科带头人、首席专家,甚至不少“徒孙”辈的学生已经成为博士生导师。身为院士,李坚的工作繁多复杂,可他仍然坚持招收硕士、博士研究生,并且对每一名研究生都亲自指导。“我给他们的研究方向都是从来没人做过的课题,这种‘开第一枪’的研究,具有高度的冒险性,我直接指导,会让孩子们少走弯路。”李坚说。

    要想成为李坚的学生,并不是一件容易的事,他至今依然保持着一个“让人看起来好笑,但却一直坚持”的选择标准——又红又专。“我觉得这个词一点都不过时,‘红’就是热爱党、热爱人民,‘专’就是雄厚的专业知识。没有热爱哪来的激情,没有知识哪来的力量?”

    做李坚的学生很累,因为他不仅每周都会去实验室察看科研进展,还要求学生养成总结归纳的习惯,每天至少要写500字的总结。尽管很累,但很多学生都说,和李坚结识,自己的人生发生了改变。
    现任生物质材料科学与技术教育部重点实验室副主任的许民考取博士时已经38岁。当时,李坚鼓励她攻读博士,她认为自己已经评了副教授,不想再辛苦地读博士。李坚说:“人的一生怎样都会度过,你虚度光阴也好、刻苦努力也罢,一天的时间都是24个小时。不同的是你人生的意义。只有用积极的态度面对,才能收获一个无憾的人生。”这段话许民牢牢记在心里,也让她的人生轨迹继续上扬。

    研究生高丽坤在读本科的时候,母亲患上了骨癌,她不得不和双胞胎姐姐一边读书、一边给母亲治疗。“那种压力让我看不到人生的希望,有时站在7楼宿舍,真想跳下去算了。”李坚知道后,一面帮她母亲联系医院,一面鼓励她“不管发生什么,都要努力、不能放弃”,还和同事、学生为高丽坤捐款。慢慢的,高丽坤母亲的病情得到了好转,高丽坤也获得了国家奖学金,成为保送的博士生。

    李坚常说“知识是力量、良知是方向”,他也一直用自己尊重他人、友善待人、低调做人的行动,影响着所有与他相识的人。

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