
見到吳義強院士,《環球人物》記者像是誤入了科普課堂。
人造板制作的關鍵材料是什么?如何降低膠黏劑中的甲醛釋放?采訪提綱上的每個問題,都被吳義強當作試題一樣給出了“標準答案”——用嚴謹的邏輯,羅列出多個重點,從各個維度給出詳實的解答。擔心記者對專業問題不甚理解,他回答完每個問題還要再“劃重點”總結一遍。
這種理工男的純粹也貫穿于他的人生軌跡。
擇一校,38年。在中南林業科技大學(以下簡稱中南林科大),他從一名普通大學生成長為院士,從青年講師升至校黨委書記,時光和心血都留在了這座校園。
干一行,38年。在人造板領域,他跟甲醛“較勁”多年,不斷改良、研發膠黏劑與人造板生產技術及裝備,并將秸稈、蘆葦等農林剩余物變廢為寶。
出身和執教于林業高校,吳義強對農業和農民相關話題頗為關注。民以食為天,今年全國兩會期間,吳義強帶來的建議關乎老百姓家里的“油瓶子”。
吳義強說,糧油安全一頭關系著百姓民生,一頭連著國家安全,是“國之大者”。目前,我國食用油對外依存度高達70%,是食用油消費第一大國,其中又以植物油為主。要想把“油瓶子”端穩,木本油料是破解之道。我國高度重視木本油料產業發展,今年的中央一號文件再次提出支持發展油茶等木本油料。中國現有以油茶、核桃等為主的木本油料林種植面積1.8億畝。預計2025年全國油茶種植面積達9000萬畝,茶油產能達200萬噸,產值4000億元人民幣,可解決2億人口的吃油問題。“木本油料具有不與糧爭地,一次種植、多年受益等特色優勢,是維護國家糧油安全的有力支撐。”
針對木本油料“產量低、效益低”的問題,吳義強表示,科技創新是驅動木本油料產業發展的核心動力。由于重大高產品種缺乏、產業技術創新滯后,導致生產力提升受限、資源利用效率低下。且木本油料生產周期長,成果轉化見效慢,新技術風險高、成本高,一定程度上影響了生產者的積極性。


吳義強建議加大科技創新經費支持力度,提升木本油料產業化技術水平;借鑒現代農業產業技術體系成功案例,建立國家現代油茶、核桃等產業技術體系;加強建立木本油料中試熟化平臺,補齊科技成果轉化短板。
除了糧油問題,吳義強也格外關注“以竹代塑”產業落地情況。
一說到竹子,吳義強就異常興奮。他覺得竹子渾身是寶,尤其是我國創新研發的竹纏繞技術,從綠色環保到經濟效益都有廣闊前景,是環保賽道里非常具象的“中國智慧”。
為什么選竹子代替塑料呢?有的竹子24小時可長1.21米,3—5年即可成材。竹子不僅生長快、產量高,還具有韌性好、硬度大、可塑性佳等特點。
“竹子生長快,就需要吸收大量養分,進行更強的光合作用,因此它的固碳能力很強。竹材加工過程中的碳排放只有塑料的1/7,又具有低碳加工的特點。”吳義強說,“用竹子做材料不但不會增加碳排放,甚至可能實現零碳或負碳。”
竹子能代替哪些塑料呢?吳義強說,小到牙膏皮、牙刷、拖鞋、刀叉、吸管,大到地下管道、汽車內飾,還有農業生產中的地膜,理論上都可以替代。
盡管“以竹代塑”好處多多,但在目前的實際應用中,塑料制品依然占據絕對優勢。究其原因,吳義強解釋,當前我國“以竹代塑”產業整體處于起步階段,產業加速發展仍面臨挑戰。竹子“下山”機械化程度低,導致采收成本高;連續加工裝備技術缺失,導致產品加工裝備連續化、智能化程度低;技術研發跟不上,實用性就難保證。“大家都知道塑料手提袋結實、不漏水,還能承受一定溫度,如果換成竹制品,能不能保證這些性能,是消費者首先考慮的問題,這直接決定了代塑竹制品的市場占有率和認可度。”

在“以竹代塑”工業化推廣過程中,竹纏繞復合材料是重要產品。所謂竹纏繞復合材料是以竹子為基材,借助膠黏劑,采用纏繞工藝加工成型的新型生物基材料。
說到膠黏劑,吳義強感慨頗多,他與之打了半輩子交道。“我們業內常說‘無膠不成板’,沒有膠就做不成板材,可以看出,膠黏劑在板材行業中占據了絕對的主導地位。”吳義強說。
上世紀八九十年代,我國天然木材供需日趨緊張,人造板成為木材的重要替代產品,但生產人造板所用的膠黏劑90%以上是醛類膠黏劑。
“我剛參加工作時,一進人造板車間,眼淚就止不住地流。為什么呢?說到底還是甲醛在作怪。”當時,吳義強最怕在熱壓機前作業,因為醛類膠黏劑在高溫下會大量釋放甲醛,充斥整個車間,熏得人睜不開眼。到了消費市場上,用這些人造板制成的家具,消費者買回去用了十年八年可能還有氣味。
“談醛色變”讓人造板產業一度被列入“高污染產業”。剛畢業的吳義強就開啟了與甲醛的“較量”。首先,要從甲醛源頭膠黏劑下手,讓膠黏劑本身的甲醛含量降到最低。其次,要通過改進制造工藝,將游離甲醛“鎖死”在板內。
“經過30多年的科研攻關,我們的人造板甲醛釋放量可以控制在0.025毫克/立方米以內,幾乎測不到,接近無醛級。參考人造板甲醛釋放限量值0.124毫克/立方米的國家標準,我們的水準相當于‘天花板’級別。”吳義強說。
吳義強有一次回老家探親,趕上水稻收割季節,看到大量秸稈在田野里焚燒,產生的濃煙遮天蔽日,心想:“能否為農業秸稈利用找到出路?”問題是,秸稈表層存在蠟質層,采用普通膠黏劑很難將秸稈膠合成板,采用異氰酸酯膠黏劑成本又非常高昂。
能否研發一種能夠膠合秸稈的低成本膠黏劑呢?吳義強組織團隊,帶頭常駐實驗室和中試廠房,冒著酷暑嚴寒,攻克一項項技術難關,終于制造出膠合強度高、無甲醛釋放、成本較低的秸稈人造板專用無機膠黏劑。
接著,吳義強又瞄準了蘆葦。
中南林科大位于湖南長沙,幾十公里之外就是洞庭湖。多年來,洞庭湖的蘆葦主要用于造紙,增收的同時卻帶來了嚴重污染,產業面臨要么升級轉型,要么關停并轉的局面。
吳義強和團隊成員經過5年多的實踐,研發出可以把蘆葦做成人造板的淀粉基無醛環保膠黏劑,不僅解決了環境污染問題,也一定程度上解決了洞庭湖周邊近5萬葦農的生計問題。
從有機膠黏劑到無機膠黏劑,從有醛到降醛再到無醛,吳義強團隊通過不斷的科研創新,在板材制造領域實現了環保和增收的“一箭雙雕”。
沒有綠水青山,農民就端不牢飯碗,這是吳義強從小就明白的道理。
吳義強的老家在河南省固始縣偏遠的農村,地處淮河流域,水患常常毀掉莊稼。小時候的吳義強經常連飯都吃不飽。直到現在,他還習慣性地把前一天的剩菜剩飯摻合著吃,從不浪費。
也正因為長在農村,吳義強對木質材料有著天然的熱愛。“那時候挑著擔子的小木匠走村串戶打家具,筐里裝著斧頭、刨子、小鋸子,幾乎是農村最吃香的工種了。”1987年報考大學時,吳義強第一志愿就填報了中南林學院(今中南林科大)木材機械加工專業。
現在中南林科大‘ 土生土長’的院士只有我一位,所以我一定會堅守在這里,爭取在這個領域培養出更多人才。
畢業時趕上全民“下海潮”,同學們要么到沿海開放城市經商,要么到政治文化中心從政,吳義強放棄了去大城市的就業機會,選擇留校當了一名普通教師。“多位導師和前輩都是我的榜樣,他們為了傳道授業、推動行業發展,甘愿固守清貧,對我影響很大。從畢業留校到現在,近40年來我從沒動搖過。”吳義強說。
2021年,吳義強當選為中國工程院院士。“現在中南林科大‘土生土長’的院士只有我一位,所以我一定會堅守在這里,爭取在這個領域培養出更多人才。”
談到學校招生情況,吳義強又有些惆悵。“無論是人造板、蘆葦還是秸稈加工,廠區基本在小縣城,現在很多從小地方考出來的學生不愿意再回到縣城,尤其在計算機、電子信息等蓬勃發展的當下,林業相關專業顯得有點冷門,我們學校的本科生第一志愿錄取率相對較低。”
兩年前,吳義強就在全國兩會期間建議,實施涉農專業定向人才培養,實行“入學有編、畢業有崗”的特殊政策,對錄取學生免學費、住宿費,學生畢業后直接入編入崗。當年,湖南兩所高校就招收了500名為基層定向培養的林業特崗人員。
接受采訪時,吳義強抓住一切機會向《環球人物》記者“安利”中南林科大。“我經常跟學生和家長們說,咱們這個專業不差。只要有人的地方,就離不開木質材料和家居產品,從低碳技術、智造工藝、綠色產品到整個新業態,本質上都需要科技創新的驅動。未來,木材、竹材、蘆葦、秸稈相關制品的應用一定不只停留在家居、建筑層面,可能出現在家用電器、汽車、飛機、高鐵,甚至航空航天領域。”
“隨著技術進步,這個行業的發展是無止境的。”吳義強對林業相關專業充滿信心,因為他親眼見證了行業的巨變——40年前人們在加工廠被熏得眼淚直流,現在“綠色工廠”不斷涌現。“我常開玩笑說,帶著學生們實地看一下就很直觀了,現在光著腳進出加工車間都沒問題。”
編輯 田亮 / 美編 苑立榮 / 編審 張建魁
吳義強
第十四屆全國人大代表,1967年出生于河南省固始縣,1991年畢業于中南林學院(今中南林業科技大學),2021年當選中國工程院院士,2024年1月任中南林業科技大學黨委書記。