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特别专访

竹人竹事丨于文吉,技术突破让竹产品价值“一飞冲天”





采用竹子为原材料制造的竹制品材质致密光滑、色泽亮丽、清新典雅,受到越来越多消费者的喜爱。但是在工业化生产竹地板等产品的时候,往往需要把竹青和竹黄部分去掉,因为它们光滑的表皮和蜡质层影响了胶合。一棵竹子的竹青和竹黄占比较大,那么采用什么技术才能把竹青竹黄充分利用起来?






于文吉和他的研究团队

中国林科院木材所竹质工程材料研究中心主任于文吉和他的研究团队寻求技术创新,开发的高性能竹基纤维复合材料高效利用技术,解决了竹材工业发展过程中面临的关键瓶颈技术问题——竹青竹黄无法胶合导致竹材利用率低、生产加工效率低以及小径竹无法高效利用,可以将竹材的一次利用率从50%左右提高到90%以上。

这项突破性技术,获得业界的高度评价。中国著名竹子专家张齐生院士认为,这项技术使我国的重组竹产业跨上了一个新的台阶。中国工程院院士李坚教授说,竹基纤维复合材料整体技术形成重大突破,整体水平居于世界领先地位。2015年,“高性能竹基纤维复合材料制造技术与产业化”获得国家科技进步二等奖。

初识竹子

从此“一见钟情”

于文吉与竹子结缘于岳麓书院。

于文吉生长于东北地区,他身上有着松柏的气质,却喜欢上了修长的竹子。其实,在大学毕业之前,他对竹子几乎没有印象。1986年,他考入北京林业大学,师从著名的人造板泰斗赵立教授开始研究生学习。当时,赵教授承担了原林业部重点项目“竹编胶合板水泥模板的制造技术”,项目点在四川成都的温江县(现在的温江区)。硕士研究生第一年调研时,于文吉到长沙后突然想到要到毛泽东当年生活过的地方看一看。在岳麓书院后面,大片的竹林青翠欲滴,挺拔、清秀的竹子一下子就俘获了于文吉的心。从此,他与竹子结下了不解之缘。他的硕士论文题目就是“竹编胶合板表面装饰工艺技术的研究”,在这篇论文里,他提出了竹帘胶合板的初步工艺思路。





于文吉在湖北巨宁现场指导

研究生毕业后,于文吉被分配到中国林科院木材所工作。1991年,他在参加由中国林学会主办的海峡两岸竹工机械研讨会时,看到台湾锦荣集团能够很神奇地将竹材加工成清新典雅的竹地板,对竹材的兴趣更是一发不可收。1998年,他师从江泽慧教授,开始了毛竹的物理力学性能变异规律研究,从材性研究上加深了对竹材的了解。他还参加了江泽慧教授主持的国家攀登计划(973)竹材材性部分研究工作。这些历练,为他后来在竹子研究领域取得不凡成就打下了坚实的基础。

2004年,于文吉远渡重洋,到美国南方林业研究院学习,在首席科学家许仲允先生的指导下,合作进行重组竹和重组木的研究。于文吉说:“当年,许仲允先生和我们一道,从路易斯安那州拉着一车竹子和南方松的小径木材,驱车600公里到密西西比大学进行重组竹和重组木的疏解试验。这些试验使我对国外最先进的木质材料重组技术有了进一步的了解,也为后来开发高性能竹基纤维复合材料提供了很好的借鉴。”

技术创新

产品价值“一飞冲天”

从1986年接触竹编胶合板制造技术到今天,于文吉和他的团队研发出一个又一个创新成果。他们研发的高性能竹基纤维复合材料高效利用技术,更是让竹产品的价值“一飞冲天”,为竹产业发展和生态环境保护作出了巨大贡献。

于文吉说:“我国整体的竹材加工技术与其他行业比较仍然差距很大,处于半手工半机械化状态,整个行业的提升空间很大。过去,我国竹材人造板的加工必须去除竹青竹黄,否则无法实现有效胶合。因此我就考虑,如何能在不去除竹青竹黄的情况下,提高竹材利用率,并大幅提高竹材生产效率?”





于文吉冒着酷暑现场技术指导

从2005年开始,于文吉带领整个团队开展关键工艺技术和设备攻关,仅核心疏解设备就试制了4代。他们与相关企业合作,终于在2009年研制出可以产业化的核心装备,并在四川洪雅建设成功第一条竹基纤维复合材料示范生产线,试制出第一批材料用于风电叶片材料的制造。在后来几年中,这项技术得到迅速推广和传播,推动了行业的发展,生产效率和产品质量都得到大幅度提升。

同时,他们通过集成创新建立起高性能多用途竹基纤维复合材料平台技术,并开发出风电材料、户外材料以及家具材料等10多项功能型系列产品,目前已经在5省区开展大规模推广应用,推动了我国竹产业快速发展,带动了农民脱贫致富,节约了大量宝贵的木材资源,保护了环境。他们的创新技术,使竹材一次利用率从50%提高到90%以上,用于风电产品和户外产品最高销售价格达到每立方米15000元,是水泥模板的3倍左右,附加值大幅度提高,并可以将竹材在高端制造领域,如风电叶片推广应用,也为整个竹产业的连续化和自动化产业升级打下了坚实基础。

在他们的辛勤努力下,“高性能竹基纤维复合材料制造技术与产业化”获得2015年度国家科技进步二等奖,于文吉代表项目组在人民大会堂领奖。

攻坚克难

成就来之不易

项目启动初期经费不足,于文吉团队设法与企业合作研发,找到一条科研与生产相结合的新路子。

于文吉的团队不但要进行实验研究、设备开发、中试和生产性试验,还得进行最后科技成果的推广工作,压力非常大。整个团队一直处于超负荷的高强度劳动中。于文吉说:“无论多辛苦,大家都很团结,我们的团队是一支能打硬仗的优秀团队,被评为中国林科院5个最优秀的团队之一。”他自己也多次被评为全国优秀林业科技工作者和全国生态建设突出贡献先进个人。





于文吉获国家科技进步二等奖

一项好的技术成果,如果技术服务和成果推广工作做得不好,就可能胎死腹中。于文吉他们在技术应用和推广过程中,始终和工人同吃同住同劳动,精心指导,直至生产出合格的产品。他每年有40多次要率领创新团队深入企业第一线进行生产试验与科技指导,把生产中的技术难题凝练成科研课题纳入国家科技项目攻关解决;还常常给一线的工人上课。于文吉说:“有一次,在对原材料进行晾晒处理时突然下起大雨,我们急忙冲进雨中收拾原材料,正在吃饭的工人受到我们这些‘书生’的感染,也都放下饭碗,与我们一道抢收原材料。”

于文吉认为,科研人员在研究中一定要深入实际,在实践中发现科学问题,再进行研究,将结果再与实践结合,如此反复就一定能够做出成绩。