院士吴义强,“较劲”甲醛38年

作者: 陈佳莉

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2025年3月,吴义强在北京参加十四届全国人大三次会议。(受访者供图)

见到吴义强院士,《环球人物》记者像是误入了科普课堂。

人造板制作的关键材料是什么?如何降低胶黏剂中的甲醛释放?采访提纲上的每个问题,都被吴义强当作试题一样给出了“标准答案”——用严谨的逻辑,罗列出多个重点,从各个维度给出详实的解答。担心记者对专业问题不甚理解,他回答完每个问题还要再“划重点”总结一遍。

这种理工男的纯粹也贯穿于他的人生轨迹。

择一校,38年。在中南林业科技大学(以下简称中南林科大),他从一名普通大学生成长为院士,从青年讲师升至校党委书记,时光和心血都留在了这座校园。

干一行,38年。在人造板领域,他跟甲醛“较劲”多年,不断改良、研发胶黏剂与人造板生产技术及装备,并将秸秆、芦苇等农林剩余物变废为宝。

把“油瓶子”端稳

出身和执教于林业高校,吴义强对农业和农民相关话题颇为关注。民以食为天,今年全国两会期间,吴义强带来的建议关乎老百姓家里的“油瓶子”。

吴义强说,粮油安全一头关系着百姓民生,一头连着国家安全,是“国之大者”。目前,我国食用油对外依存度高达70%,是食用油消费第一大国,其中又以植物油为主。要想把“油瓶子”端稳,木本油料是破解之道。我国高度重视木本油料产业发展,今年的中央一号文件再次提出支持发展油茶等木本油料。中国现有以油茶、核桃等为主的木本油料林种植面积1.8亿亩。预计2025年全国油茶种植面积达9000万亩,茶油产能达200万吨,产值4000亿元人民币,可解决2亿人口的吃油问题。“木本油料具有不与粮争地,一次种植、多年受益等特色优势,是维护国家粮油安全的有力支撑。”

针对木本油料“产量低、效益低”的问题,吴义强表示,科技创新是驱动木本油料产业发展的核心动力。由于重大高产品种缺乏、产业技术创新滞后,导致生产力提升受限、资源利用效率低下。且木本油料生产周期长,成果转化见效慢,新技术风险高、成本高,一定程度上影响了生产者的积极性。

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2022年,吴义强在木竹复合材料实验室指导学生开展科研工作。
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2024年,吴义强在毛竹培育基地查看竹子生长情况。

吴义强建议加大科技创新经费支持力度,提升木本油料产业化技术水平;借鉴现代农业产业技术体系成功案例,建立国家现代油茶、核桃等产业技术体系;加强建立木本油料中试熟化平台,补齐科技成果转化短板。

除了粮油问题,吴义强也格外关注“以竹代塑”产业落地情况。

一说到竹子,吴义强就异常兴奋。他觉得竹子浑身是宝,尤其是我国创新研发的竹缠绕技术,从绿色环保到经济效益都有广阔前景,是环保赛道里非常具象的“中国智慧”。

为什么选竹子代替塑料呢?有的竹子24小时可长1.21米,3—5年即可成材。竹子不仅生长快、产量高,还具有韧性好、硬度大、可塑性佳等特点。

“竹子生长快,就需要吸收大量养分,进行更强的光合作用,因此它的固碳能力很强。竹材加工过程中的碳排放只有塑料的1/7,又具有低碳加工的特点。”吴义强说,“用竹子做材料不但不会增加碳排放,甚至可能实现零碳或负碳。”

竹子能代替哪些塑料呢?吴义强说,小到牙膏皮、牙刷、拖鞋、刀叉、吸管,大到地下管道、汽车内饰,还有农业生产中的地膜,理论上都可以替代。

尽管“以竹代塑”好处多多,但在目前的实际应用中,塑料制品依然占据绝对优势。究其原因,吴义强解释,当前我国“以竹代塑”产业整体处于起步阶段,产业加速发展仍面临挑战。竹子“下山”机械化程度低,导致采收成本高;连续加工装备技术缺失,导致产品加工装备连续化、智能化程度低;技术研发跟不上,实用性就难保证。“大家都知道塑料手提袋结实、不漏水,还能承受一定温度,如果换成竹制品,能不能保证这些性能,是消费者首先考虑的问题,这直接决定了代塑竹制品的市场占有率和认可度。”

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2023年,吴义强在检查人造板质量。

“一箭双雕”

在“以竹代塑”工业化推广过程中,竹缠绕复合材料是重要产品。所谓竹缠绕复合材料是以竹子为基材,借助胶黏剂,采用缠绕工艺加工成型的新型生物基材料。

说到胶黏剂,吴义强感慨颇多,他与之打了半辈子交道。“我们业内常说‘无胶不成板’,没有胶就做不成板材,可以看出,胶黏剂在板材行业中占据了绝对的主导地位。”吴义强说。

上世纪八九十年代,我国天然木材供需日趋紧张,人造板成为木材的重要替代产品,但生产人造板所用的胶黏剂90%以上是醛类胶黏剂。

“我刚参加工作时,一进人造板车间,眼泪就止不住地流。为什么呢?说到底还是甲醛在作怪。”当时,吴义强最怕在热压机前作业,因为醛类胶黏剂在高温下会大量释放甲醛,充斥整个车间,熏得人睁不开眼。到了消费市场上,用这些人造板制成的家具,消费者买回去用了十年八年可能还有气味。

“谈醛色变”让人造板产业一度被列入“高污染产业”。刚毕业的吴义强就开启了与甲醛的“较量”。首先,要从甲醛源头胶黏剂下手,让胶黏剂本身的甲醛含量降到最低。其次,要通过改进制造工艺,将游离甲醛“锁死”在板内。

“经过30多年的科研攻关,我们的人造板甲醛释放量可以控制在0.025毫克/立方米以内,几乎测不到,接近无醛级。参考人造板甲醛释放限量值0.124毫克/立方米的国家标准,我们的水准相当于‘天花板’级别。”吴义强说。

吴义强有一次回老家探亲,赶上水稻收割季节,看到大量秸秆在田野里焚烧,产生的浓烟遮天蔽日,心想:“能否为农业秸秆利用找到出路?”问题是,秸秆表层存在蜡质层,采用普通胶黏剂很难将秸秆胶合成板,采用异氰酸酯胶黏剂成本又非常高昂。

能否研发一种能够胶合秸秆的低成本胶黏剂呢?吴义强组织团队,带头常驻实验室和中试厂房,冒着酷暑严寒,攻克一项项技术难关,终于制造出胶合强度高、无甲醛释放、成本较低的秸秆人造板专用无机胶黏剂。

接着,吴义强又瞄准了芦苇。

中南林科大位于湖南长沙,几十公里之外就是洞庭湖。多年来,洞庭湖的芦苇主要用于造纸,增收的同时却带来了严重污染,产业面临要么升级转型,要么关停并转的局面。

吴义强和团队成员经过5年多的实践,研发出可以把芦苇做成人造板的淀粉基无醛环保胶黏剂,不仅解决了环境污染问题,也一定程度上解决了洞庭湖周边近5万苇农的生计问题。

从有机胶黏剂到无机胶黏剂,从有醛到降醛再到无醛,吴义强团队通过不断的科研创新,在板材制造领域实现了环保和增收的“一箭双雕”。

“咱们这个专业不差”

没有绿水青山,农民就端不牢饭碗,这是吴义强从小就明白的道理。

吴义强的老家在河南省固始县偏远的农村,地处淮河流域,水患常常毁掉庄稼。小时候的吴义强经常连饭都吃不饱。直到现在,他还习惯性地把前一天的剩菜剩饭掺合着吃,从不浪费。

也正因为长在农村,吴义强对木质材料有着天然的热爱。“那时候挑着担子的小木匠走村串户打家具,筐里装着斧头、刨子、小锯子,几乎是农村最吃香的工种了。”1987年报考大学时,吴义强第一志愿就填报了中南林学院(今中南林科大)木材机械加工专业。

现在中南林科大‘ 土生土长’的院士只有我一位,所以我一定会坚守在这里,争取在这个领域培养出更多人才。

毕业时赶上全民“下海潮”,同学们要么到沿海开放城市经商,要么到政治文化中心从政,吴义强放弃了去大城市的就业机会,选择留校当了一名普通教师。“多位导师和前辈都是我的榜样,他们为了传道授业、推动行业发展,甘愿固守清贫,对我影响很大。从毕业留校到现在,近40年来我从没动摇过。”吴义强说。

2021年,吴义强当选为中国工程院院士。“现在中南林科大‘土生土长’的院士只有我一位,所以我一定会坚守在这里,争取在这个领域培养出更多人才。”

谈到学校招生情况,吴义强又有些惆怅。“无论是人造板、芦苇还是秸秆加工,厂区基本在小县城,现在很多从小地方考出来的学生不愿意再回到县城,尤其在计算机、电子信息等蓬勃发展的当下,林业相关专业显得有点冷门,我们学校的本科生第一志愿录取率相对较低。”

两年前,吴义强就在全国两会期间建议,实施涉农专业定向人才培养,实行“入学有编、毕业有岗”的特殊政策,对录取学生免学费、住宿费,学生毕业后直接入编入岗。当年,湖南两所高校就招收了500名为基层定向培养的林业特岗人员。

接受采访时,吴义强抓住一切机会向《环球人物》记者“安利”中南林科大。“我经常跟学生和家长们说,咱们这个专业不差。只要有人的地方,就离不开木质材料和家居产品,从低碳技术、智造工艺、绿色产品到整个新业态,本质上都需要科技创新的驱动。未来,木材、竹材、芦苇、秸秆相关制品的应用一定不只停留在家居、建筑层面,可能出现在家用电器、汽车、飞机、高铁,甚至航空航天领域。”

“随着技术进步,这个行业的发展是无止境的。”吴义强对林业相关专业充满信心,因为他亲眼见证了行业的巨变——40年前人们在加工厂被熏得眼泪直流,现在“绿色工厂”不断涌现。“我常开玩笑说,带着学生们实地看一下就很直观了,现在光着脚进出加工车间都没问题。”

编辑 田亮 / 美编 苑立荣 / 编审 张建魁

吴义强

第十四届全国人大代表,1967年出生于河南省固始县,1991年毕业于中南林学院(今中南林业科技大学),2021年当选中国工程院院士,2024年1月任中南林业科技大学党委书记。

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