“一瓢水泥兩瓢砂” 十年磨礪終成花
——記湖北工業(yè)大學(xué)土木建筑與環(huán)境學(xué)院副教授楊進(jìn)

曹笑軒

減少碳排放已成為全球共識(shí)。近些年，我國(guó)提出了“雙碳目標(biāo)”，即二氧化碳排放力爭(zhēng)于2030年前達(dá)到峰值，努力爭(zhēng)取2060年前實(shí)現(xiàn)碳中和。在這一背景下，低碳建筑成為大勢(shì)所趨，而綠色低碳的建材是關(guān)鍵中的關(guān)鍵。

“廢棄物其實(shí)是放錯(cuò)了地方的資源，將其用于建筑，一方面可以將固廢消納掉，另一方面可以減少建材在生產(chǎn)過(guò)程中對(duì)自然資源的消耗。我們主要是對(duì)固廢進(jìn)行處置后提高它的一些性能參數(shù)，用到綠色低碳建材里或做一些滿足特殊功能需求的材料。”湖北工業(yè)大學(xué)土木建筑與環(huán)境學(xué)院副教授楊進(jìn)如是介紹他的科研工作。

“一瓢水泥兩瓢砂”——有人這么形容這個(gè)專(zhuān)業(yè)，而楊進(jìn)開(kāi)啟一系列研究也是緣起于泥與砂。十年磨礪，辛勤澆灌，他終于在泥與砂之上盛放出一朵朵科研之花。

進(jìn)階——學(xué)業(yè)與科研的大跨越

2008年，楊進(jìn)以優(yōu)異的成績(jī)考入武漢理工大學(xué)，本科攻讀無(wú)機(jī)非金屬材料與工程專(zhuān)業(yè)。事實(shí)上，無(wú)機(jī)非金屬材料與工程專(zhuān)業(yè)包括水泥、玻璃、陶瓷這三大類(lèi)。而楊進(jìn)因?yàn)閷?duì)水泥類(lèi)建材感興趣，所以選擇的專(zhuān)業(yè)方向也側(cè)重這一方面。

2012年本科畢業(yè)時(shí)，楊進(jìn)進(jìn)入導(dǎo)師王發(fā)洲教授的團(tuán)隊(duì)。早在讀大三的時(shí)候，因?qū)W校推行導(dǎo)師制，他已經(jīng)跟隨導(dǎo)師在實(shí)驗(yàn)室做過(guò)一些基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)。“從那個(gè)時(shí)候開(kāi)始，我逐漸體會(huì)到建筑材料其實(shí)不像平時(shí)認(rèn)知的那么簡(jiǎn)單，有很多技術(shù)問(wèn)題和科學(xué)問(wèn)題需要去解決?！睏钸M(jìn)回顧。

從2012年到2017年，5年的碩博連讀對(duì)楊進(jìn)來(lái)說(shuō)，不僅是學(xué)業(yè)上實(shí)現(xiàn)巨大跨越的階段，更是科研思維得到明顯提升的階段。憑借對(duì)專(zhuān)業(yè)的興趣和對(duì)科研的熱愛(ài)，他不斷拓展相關(guān)學(xué)科知識(shí)，持續(xù)深入地做課題、做學(xué)術(shù)，以及做應(yīng)用研究。

“很多時(shí)候出于一個(gè)實(shí)際的需求，一點(diǎn)一點(diǎn)去攻克技術(shù)難題，也可以積累一些成果?！备首宓适昀?，埋首相關(guān)科研十余年，楊進(jìn)感慨，雖然這是一個(gè)看上去很“土”的專(zhuān)業(yè)，沒(méi)有那么多閃耀的光芒，但每當(dāng)研究取得一些突破后，那種成功的喜悅讓他十分享受。

迄今為止，楊進(jìn)已獲省部級(jí)科技獎(jiǎng)勵(lì)一等獎(jiǎng)3項(xiàng)，主持國(guó)家自然科學(xué)基金2項(xiàng)、國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃子課題1項(xiàng)及其他縱向科研項(xiàng)目6項(xiàng)，獲授權(quán)發(fā)明專(zhuān)利十余項(xiàng)。與此同時(shí)，他還以第一或通訊作者在行業(yè)期刊《水泥與混凝土研究》（Cement and Concrete Research）等發(fā)表學(xué)術(shù)論文30余篇，其中《科學(xué)引文索引》（SCI）收錄20余篇，基本科學(xué)指標(biāo)數(shù)據(jù)庫(kù)（ESI）高被引3篇，并入選湖北省高層次人才計(jì)劃。

延展——從補(bǔ)縮抗裂到水凝膠自愈

混凝土材料本身就像巖石，強(qiáng)度比較高，用起來(lái)可靠；但它有一個(gè)缺點(diǎn)——會(huì)變形開(kāi)裂?！八曰炷敛牧系难a(bǔ)縮抗裂是一個(gè)非常有實(shí)際需求的課題”，楊進(jìn)解釋。這是他在研究生期間接觸的第一個(gè)課題，也是做得最久的一個(gè)課題。

其實(shí)，補(bǔ)縮抗裂如今已有很多技術(shù)手段，包括使用膨脹劑或減縮劑等。而楊進(jìn)研究的課題用的是高分子材料——高吸水樹(shù)脂。這種聚合物材料不僅用于建材，還在其他行業(yè)廣泛應(yīng)用——如嬰兒的尿不濕。

“自干燥程度高、易收縮開(kāi)裂是低水膠比混凝土材料面臨的重要工程問(wèn)題。在這方面，高吸水樹(shù)脂內(nèi)養(yǎng)護(hù)在補(bǔ)縮抗裂方面潛力巨大。應(yīng)用這種材料的好處是，當(dāng)混凝土濕度不夠的時(shí)候，提前存儲(chǔ)的水分可以自動(dòng)釋放出來(lái)，起到補(bǔ)水補(bǔ)濕的作用，從而解決混凝土收縮和開(kāi)裂的問(wèn)題。”楊進(jìn)介紹，他承擔(dān)的這項(xiàng)國(guó)家自然科學(xué)基金青年項(xiàng)目，主要通過(guò)骨架結(jié)構(gòu)吸水樹(shù)脂結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，調(diào)控吸水樹(shù)脂早期快速釋水行為，從而提升其內(nèi)養(yǎng)護(hù)效率及補(bǔ)縮抗裂效果，同時(shí)有利于降低自養(yǎng)護(hù)材料對(duì)混凝土力學(xué)的負(fù)面影響。這一項(xiàng)目建立的基于骨架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的復(fù)合高吸水樹(shù)脂釋水調(diào)控方法有望為內(nèi)養(yǎng)護(hù)補(bǔ)縮抗裂提供新的技術(shù)途徑。

后來(lái)，楊進(jìn)基于這項(xiàng)課題的成果逐漸向其他領(lǐng)域延伸。不久前，他又申請(qǐng)了國(guó)家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目。他希望利用高吸水樹(shù)脂吸水膨脹的特性，開(kāi)發(fā)基于納米復(fù)合高吸水樹(shù)脂水凝膠材料，實(shí)現(xiàn)對(duì)混凝土裂紋的自愈合修復(fù)，提升自愈合材料的早期響應(yīng)速率及長(zhǎng)期愈合效果。

“舉一個(gè)通俗的例子，像人體的皮膚，它其實(shí)就可以自愈合。雖然建筑材料的自愈合原理不太一樣，但它也有類(lèi)似的過(guò)程?！睏钸M(jìn)希望通過(guò)項(xiàng)目4年執(zhí)行期，研發(fā)出一種新型的高性能水凝膠自愈合材料設(shè)計(jì)方法，以提升水凝膠自愈合材料的早期及后期愈合效率。

篤行——用踏實(shí)與堅(jiān)守積累成就

2017年，楊進(jìn)博士畢業(yè)后，在導(dǎo)師的推薦下，加盟湖北工業(yè)大學(xué)土木建筑與環(huán)境學(xué)院賀行洋教授團(tuán)隊(duì)。在這里，他又埋頭扎入固體廢物的資源化利用方向，持續(xù)深耕，換來(lái)碩果累累。

從最初的固廢建材化利用，到混凝土材料的自愈合，現(xiàn)在楊進(jìn)又有了新的研究方向——水體凈化，這也是基于有機(jī)高分子材料的一個(gè)方向。楊進(jìn)發(fā)現(xiàn)，水凝膠類(lèi)材料的吸附能力很強(qiáng)，可以吸附有機(jī)污染物、重金屬等，這讓他產(chǎn)生了做交叉研究的想法。

5年的研究工作中，尤其值得一提的是，2019年，團(tuán)隊(duì)在賀行洋教授帶領(lǐng)下申請(qǐng)到了一項(xiàng)國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目，這對(duì)省屬高校來(lái)說(shuō)非常不易，是湖北工業(yè)大學(xué)的新突破。

機(jī)會(huì)難得，楊進(jìn)和團(tuán)隊(duì)自我加壓、追求極致。作為項(xiàng)目骨干，楊進(jìn)負(fù)責(zé)研究國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃子課題：以冶金、煤電、建筑垃圾等行業(yè)固廢為對(duì)象，通過(guò)提升固廢的反應(yīng)活性，開(kāi)發(fā)低熟料或無(wú)熟料膠凝材料體系，變廢為寶的同時(shí)，有效降低建筑材料的碳排放。同時(shí)，作為項(xiàng)目的聯(lián)系人，他要不斷“張羅”這個(gè)項(xiàng)目：每年交年度執(zhí)行報(bào)告、中期報(bào)告，協(xié)助組織項(xiàng)目的進(jìn)展會(huì)議，定期跟進(jìn)各個(gè)參與單位進(jìn)展情況……對(duì)科研人員來(lái)說(shuō)，這些都是雜事，但楊進(jìn)卻有非常樂(lè)觀的心態(tài)，“這個(gè)項(xiàng)目明顯提升了我各方面的能力，比如項(xiàng)目管理、項(xiàng)目推進(jìn)等”。項(xiàng)目在中期考核的時(shí)候，專(zhuān)家評(píng)委對(duì)項(xiàng)目的執(zhí)行情況給予了高度肯定。

之后，為進(jìn)一步提升知識(shí)儲(chǔ)備和技術(shù)研究技能，楊進(jìn)將前往歐洲國(guó)家從事博士后研究，以此來(lái)更加深入地了解學(xué)科前沿，拓寬自己的研究視野。

并舉——做得了實(shí)驗(yàn)進(jìn)得了課堂

取得了許多研究成果，獲得過(guò)很多獎(jiǎng)勵(lì)，然而最讓楊進(jìn)珍視的，是一份修改論文的手稿。那是王發(fā)洲老師指導(dǎo)他的第一篇論文?！暗谝淮螌?xiě)論文寫(xiě)得亂七八糟，毫無(wú)邏輯。王老師逐字逐句地給我修改，做了很多批注，特別有耐心?！睆哪莻€(gè)時(shí)候起，楊進(jìn)慢慢積攢起了自己的科研能力。此后，第一次申請(qǐng)專(zhuān)利、第一次參加國(guó)際學(xué)術(shù)會(huì)議……在楊進(jìn)的許多關(guān)鍵時(shí)刻，老師都發(fā)揮了引領(lǐng)作用。

離開(kāi)導(dǎo)師5年時(shí)光，楊進(jìn)已是副教授，也開(kāi)始帶學(xué)生。曾經(jīng)得沐師恩的他也希望帶給學(xué)生同樣的感受。

在楊進(jìn)看來(lái)，每個(gè)學(xué)生都有自己的閃光點(diǎn)，怎么去發(fā)掘他們的特點(diǎn)，因材施教，這是導(dǎo)師所面臨的關(guān)鍵課題。為了更好地帶領(lǐng)學(xué)生，他專(zhuān)門(mén)去學(xué)了管理方面的知識(shí)；為了能夠讓學(xué)生得到更多的鍛煉，他專(zhuān)門(mén)帶學(xué)生參加了全國(guó)“挑戰(zhàn)杯”大學(xué)生科技作品競(jìng)賽，以鍛煉學(xué)生在科研中的全面發(fā)展能力。2019年，在楊進(jìn)的指導(dǎo)下，學(xué)生作品“用于免蒸養(yǎng)混凝土構(gòu)件的固廢納米晶核制備與應(yīng)用”獲得全國(guó)銅獎(jiǎng)、湖北省銀獎(jiǎng)。2021年，他合作指導(dǎo)的“工業(yè)固廢低碳處置及資源化利用”在中國(guó)國(guó)際“互聯(lián)網(wǎng)+”創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽上獲得湖北省金獎(jiǎng)。

“繼續(xù)堅(jiān)持，深耕目前聚焦的兩個(gè)方向，并做一些有實(shí)用價(jià)值的科研和技術(shù)攻關(guān)。”談及未來(lái)，楊進(jìn)篤定地回答。他堅(jiān)信，泥土之上，只要用踏實(shí)與堅(jiān)守持續(xù)澆灌，定能盛開(kāi)更多的科研之花，收獲更多豐碩的成果。