以材料革命 固土木建設
——記青島理工大學土木工程學院副院長李紹純

徐艷慧

中國人對土木建筑的迷戀早在數百年前便早有顯現。前人有詩為證，“五架三間新草堂，石階桂柱竹編墻”“高軒臨碧渚，飛檐迥架空”，在精妙絕倫的詩句中，我們除了可以窺察到古人對于建筑的結構智慧，還可一覽中國建筑材料的發展歷程。

材料是人類賴以生存和發展的物質基礎。20世紀70年代，人們把信息、材料和能源作為社會文明的支柱。行至80年代，隨著高技術群的興起，新材料與信息技術、生物技術又并列成為新技術革命的重要標志?，F如今，材料已成為國民經濟建設、國防建設和人民生活的重要組成部分。于是，在材料學這片藍海中逐漸涌現出一大批以李紹純為代表的青年杰出科學家，數年來堅守在海洋環境高性能混凝土的制備及耐久性研究工作上，為我國建筑工程添磚加瓦。

一片冰心始于瓷

李紹純與材料學結緣于太原重型機械學院（今太原科技大學）。1998年，剛結束高考的李紹純以自己興趣所向填報了“機械制造及自動化”這一專業，開始學習后他發現課程設置與自己想象中有些差異，學習內容更偏向于金屬的熱處理。但是經過刻苦學習，他逐漸被材料的千變萬化和獨特魅力所吸引，4年的大學本科學習生涯堅實地奠定了他對材料學深切熱愛的基礎。

研究生階段，李紹純追隨早年認識的一位材料學導師的腳步，考入了青島理工大學。“雖然專業名稱是環境工程，但整個碩士期間，我都在做與陶瓷相關的課題研究，與一種新材料的接觸除了加深我對這一領域的興趣外，還讓我意識到要進一步深造，對知識的汲取決不能掉以輕心?！被谶@種信念，李紹純懷揣一份赤誠，帶著夢想輾轉到了浙江大學。經過3年的博士研究生涯，他以優異的表現接到了來自兩所母校，即青島理工大學和浙江大學同時拋來的橄欖枝。經過一番慎重考慮，他最終還是選擇回到家鄉山東參與建設?！拔覍亦l有著非常深厚的感情，而且青島理工大學對我來說更為熟悉，有熟悉的老師和環境，不存在重新適應的問題，對當時的我來說是最好的選擇?！?/p>

雖然是重回故地，但李紹純的身份卻發生了轉變。從被指導研究到獨立組建團隊開展研究，需要歷經一個較為艱辛的過程，但是碩博階段培養起來的良好的研究習慣，卻加速了這段進程?！拔液苄疫\，碩博階段遇到的導師都對我幫助非常大。在我所有的研究課題及方向問題上，他們始終秉持著‘只指導，不干涉’的態度?？梢哉f，在一定程度上，我的獨立科研能力是這兩位導師聯手培養出來的?！爆F實總是極具戲劇性的，科研似乎也要講求“天時地利人和”。能力已經“就位”，但很快現實就給李紹純帶去了另外一個難以逾越的關隘——千帆過后，因結合青島理工大學的特色，需要再擇航向。

李紹純

追溯往事，彼時的阻礙也誕生了新的機遇。闊別了“陪伴”其8年研究生涯的陶瓷材料，2010年，李紹純遇到了時任青島理工大學副校長趙鐵軍教授及其團隊，從而開啟了科研路上與混凝土材料“相伴”的全新篇章。

在接下來的4年時間里，李紹純皆專注于混凝土防護材料的研究。2013年，李紹純與團隊參與的“海洋環境下裂縫混凝土的腐蝕及防護措施”項目，榮獲青島市科技進步獎二等獎；2014年，他又獲批了科研生涯中首個國家自然科學基金項目“混凝土表面滲透型超疏水涂層的仿生設計、構建與性能研究”。該項目基于仿生學理論，從表面化學組成與微觀結構設計出發，利用溶膠-凝膠法，結合相分離、自組裝技術，根據混凝土材料的組成、結構特點，直接在其表面構建有機硅烷/SiO2滲透型超疏水涂層。研究超疏水涂層在混凝土表面形成過程的規律性，實現對混凝土表面化學組成與微觀結構的可控調節，探索表面微納米二級結構的形成機理及對混凝土滲透性的影響，極大程度上為我國建筑行業中混凝土材料的防水問題作出了建設性的貢獻。

項目的成功在帶來喜悅之余，也引起了李紹純更為深刻的求索之心。身邊的眾多學者都不約而同選擇了出國訪問，但是他再三思慮，毅然選擇了湖南大學史才軍教授作為引領自己走進材料學研究“下一站”的領路人。此前，史才軍教授長居國外開展研究，學術成果舉世矚目，“能夠獲得這樣一位學貫中西的學者的指導，既能滿足我了解國外科研進展的需求，又能讓我在祖國切身體會身邊發生的變化，這樣的選擇對我來說，無疑是兩全其美的”。短短1年后，李紹純便再次憑借“核電站犧牲混凝土制備原理與關鍵技術研究”項目獲得了2015年度高等學校科學研究優秀成果獎技術進步獎二等獎。輾轉多年，唯有對材料學熱愛的“一片冰心”始終未改；屢次突破，他又投身到下一階段科研路的跋涉中。

李紹純（后排左五）與學生合影

絕知此事要躬行

“研究混凝土這種材料的難點除了其組分結構極為復雜外，該材料的應用性也非常強。可是我在實驗室待得太久了，無論理論已經多么完備，每每到了工程實踐的環節，總有與預期相差甚遠的意外發生。”即便李紹純在混凝土材料研究這條道路上已然堅守多年，但仍有這樣的困境存在。面對挑戰，有人選擇逃避，自然也會有人選擇直面。

顯然，李紹純是后者。

2016年，借著“西部建設人才引進”的東風，李紹純以“新疆維吾爾自治區高層次引進人才（柔性引進）”的身份在中建西部建設新疆股份有限公司開展自己的博士后研究工作。他針對新疆當地的礦物進行激活性研究，旨在通過激發礦物活性，探索研制綠色高性能混凝土材料，為我國節能減排事業作出貢獻。該項目歷時3年，最終獲得新疆維吾爾自治區科技進步獎三等獎，李紹純也同時實現了學術與實踐的密切結合。從此，對于成果的實際應用，他也有了更為深刻的認識與理解。在無數實績之中，李紹純又憑借其卓越的科學感知力，探查到了混凝土在海洋領域應用的又一亟待解決的問題——海洋微生物的腐蝕與污損。

海洋微生物腐蝕是確保海工混凝土結構耐久性和安全性的重要課題。隨后，李紹純便確定了這一科研方向，并在2020年憑借“仿生超疏水涂層在混凝土表層的構建及對海洋生物腐蝕的抑制作用機理與效果研究”申請到了國家自然科學基金項目的支持。該項目從海洋微生物在混凝土表面的附著規律與機理出發，通過研究生物膜的形成、生長過程，建立海洋微生物對混凝土的腐蝕動力學模型。在此基礎上，基于仿生學理論，采用溶膠凝膠法和表面修飾技術在混凝土表層構建硅烷SiO2溶膠/硅烷氧化石墨烯超疏水涂層，探索超疏水涂層在混凝土表面的反應過程與構建機理，實現對混凝土表層化學組成與微觀結構的可控調節。李紹純及其團隊通過研究超疏水涂層對海洋微生物在混凝土表面黏附行為的影響機理和規律，深入探討超疏水涂層對海洋微生物腐蝕動力學的影響機制；并通過實海暴露實驗，建立超疏水涂層微結構與防生物腐蝕作用的定量關系，明確時空變化對超疏水涂層長期防護效果的影響規律，旨在為保障海工混凝土結構安全及長壽命運行提供理論依據與技術支撐。

土木工程科研人員是國家的“建設者”。正因肩負重任，所以李紹純一刻也不敢懈怠，心無雜念只愿一路向前?？蒲兄猓鳛榍鄭u理工大學土木工程學院副院長，李紹純對于教書育人有著同科研一樣的熱血與恒心，始終將培養學生的科學素養置于首位。另外，因科研領域的強應用性與自身的科研經歷，李紹純也時刻不忘提醒學生，理論基礎仍重要，但成果檢驗須躬行。