蔡巧玉 李 桐
2011年7月30日,浙江寧波召開的一場新產(chǎn)品鑒定會,揪緊了無數(shù)人的心。在這場鑒定會上,一項名為“大豆基無醛木材工業(yè)用膠黏劑”的產(chǎn)品,被鑒定達到國際先進水平。
不顯眼的名字后面,卻蘊藏著極大的突破和廣闊的前景。作為國內(nèi)第一個以大豆為原料生產(chǎn)的生物基無醛膠黏劑,這一產(chǎn)品解決了木材加工產(chǎn)品中的最大問題——甲醛污染。
作為這一技術(shù)的科研帶頭人,朱錦奪得“2011年中國產(chǎn)學(xué)研合作創(chuàng)新成果獎”,通過對這一技術(shù)的研究獲得35項發(fā)明專利。如今,這一技術(shù)在中國的地板等家居、建材行業(yè)中進行著廣泛的產(chǎn)業(yè)化實踐和應(yīng)用,僅這一領(lǐng)域的經(jīng)濟效益就已超過20億元。
自2009年回國,短短的10年時間里,朱錦憑借一顆赤子之心,帶領(lǐng)團隊在生物基高分子材料研究中,屢屢突破國際前沿難題,除領(lǐng)導(dǎo)的“大豆基無醛木材膠黏劑技術(shù)”和“耐熱聚乳酸淀粉復(fù)合材料”兩項成果成功產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用的同時,在國內(nèi)外期刊雜志發(fā)表論文200多篇,獲得國內(nèi)外授權(quán)專利100余項。
朱錦說,他趕上了一個對科研人來說最好的時代。而讓他堅持不懈、砥礪前行地科研與工作的動力,正是那一直縈繞在心頭的家國夢想。他希望自己的科研成果能給百姓的生活帶來美好。
回憶起自己的求學(xué)道路,朱錦不勝唏噓,如今他在科研道路上一路高歌,但他青年時期的求學(xué)歷程卻并非一帆風(fēng)順。
1987年,19歲的朱錦參加高考。那一年,全校理科生僅他一人考上,但也僅僅是考上了師范類???。幸運的是,他趕上了??粕究频脑圏c。在曲阜師大讀了本科后,朱錦考上了中國科學(xué)院化學(xué)所的研究生,從事高分子化學(xué)的研究。
由于本科學(xué)的是有機化學(xué),朱錦對高分子幾乎一竅不通。導(dǎo)師李貞宜見此,自己掏錢,帶著他到清華大學(xué)選了兩門高分子課程。朱錦花了一年時間,痛下苦功,重新學(xué)習(xí)。這一段曲折的經(jīng)歷,為他打下了深厚的化學(xué)專業(yè)基礎(chǔ),也讓朱錦格外珍惜來之不易的學(xué)習(xí)機會。
1997年,已經(jīng)畢業(yè)并跟隨導(dǎo)師工作了3年的朱錦申請到美國馬凱特大學(xué)化學(xué)系攻讀博士學(xué)位,并拿到了全額獎學(xué)金。那時,許多國外的先進技術(shù),國內(nèi)都還沒有,朱錦利用一切可以學(xué)習(xí)的時間和機會,沒日沒夜地泡在實驗室里,他希望自己未來回國后,可以為國家研發(fā)出更多的新技術(shù)。
團隊合影
如果說,在中國科學(xué)院化學(xué)所完成的是學(xué)術(shù)基礎(chǔ)的鍛造,在美國馬凱特大學(xué)攻讀博士的階段,則真正開啟了朱錦的科研生涯。
“博士期間,美國的導(dǎo)師雖然不是高分子方向的,但他教給了我非常好的做科研的方法?!敝戾\回憶,在偶然的一次機會下,美國導(dǎo)師邀請了一位知名科學(xué)家,給他們講授當時興起的納米材料領(lǐng)域的發(fā)展。聽完講座之后,朱錦對納米材料產(chǎn)生了濃厚興趣,直接就向?qū)熖岢?,希望做納米的阻燃材料。導(dǎo)師聽了之后非常支持,很快為他找到了納米原材料,讓他進行試驗,并多次鼓勵他,“你想怎么做,就大膽地去做吧”。
受到鼓勵之后的朱錦,在納米阻燃材料上進行了深入的研究,在那時,納米阻燃的概念剛剛被提出,其機理以及阻燃的結(jié)構(gòu)仍未有論證,朱錦通過大量實驗,用化學(xué)的辦法,做出了新型的納米阻燃材料的結(jié)構(gòu)。論文發(fā)表之后,成為當時該領(lǐng)域被引用率極高的一篇學(xué)術(shù)著作。
導(dǎo)師對他的“放權(quán)”和“鼓勵”,幾乎為朱錦的科研道路打開了一條康莊大道,激發(fā)了他在科研中的激情和工作狀態(tài);而朱錦的提議,也讓導(dǎo)師以及他的師弟師妹,找到了值得堅持的研究方向。在2009年前的10年里,導(dǎo)師帶領(lǐng)他和師弟師妹們,努力地在納米阻燃材料方向進行了不斷的創(chuàng)新和突破。
2001年,朱錦博士畢業(yè),導(dǎo)師推薦他到康奈爾大學(xué)做粘土納米復(fù)合材料方面的研究。此后,他又先后就職于3家公司,并帶領(lǐng)團隊開發(fā)出近10種商業(yè)化產(chǎn)品。一直到2009年,他已經(jīng)是日本矢崎公司北美研發(fā)中心的項目經(jīng)理和資深科學(xué)家。
盡管在美國的工作生活已經(jīng)進入到正軌,科研上不斷突破,企業(yè)中地位穩(wěn)固,行業(yè)里名聲顯赫,但朱錦卻慢慢覺得,或許自己是時候回國去“創(chuàng)造價值”了,一直縈繞在心頭的“家國夢”,讓他開始重新考慮和定位自己的未來。
2009年9月,朱錦放棄了在美國企業(yè)的優(yōu)厚待遇,回國發(fā)展。
朱錦與中國科學(xué)院的“緣分”有著命運般的色彩,從中國科學(xué)院化學(xué)所走出,回國之后,他選擇了中國科學(xué)院寧波材料技術(shù)與工程研究所。
朱錦認為,選擇中國科學(xué)院寧波材料技術(shù)與工程研究所,對他來說,是中國發(fā)展的大背景下的必然選擇。2009年,國家對人才的重視程度已提升到新的高度,對科研成果落地、打通產(chǎn)業(yè)鏈上下游已經(jīng)做出更多的嘗試,對海外人才的吸引力和支持力度也在不斷加大,各項政策為留學(xué)人員回國給予了大力支持。
而由中國科學(xué)院、浙江省和寧波市三方以“院地合作”模式共建的中國科學(xué)院寧波材料技術(shù)與工程研究所,是圍繞區(qū)域產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型發(fā)展需求,通過全球高端人才本土創(chuàng)新、全球高端技術(shù)本土集成,旨在開辟一條科研成果落地轉(zhuǎn)化為產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢的新通道,把寧波材料所打造成為知識的源泉,技術(shù)的搖籃,產(chǎn)業(yè)的引擎。
朱錦被寧波材料所的建所理念所吸引,再加上他出自中國科學(xué)院,對其懷有的天然的親近感,他很快便做出了加盟寧波材料所的決定。而在他回國之時,手上正握著用了3年時間完成的原創(chuàng)成果——“無醛木材膠黏劑”技術(shù)。這項技術(shù)在未來的10年里,成為他與團隊為之奮斗的重要技術(shù)。
甲醛是一種具有強烈刺激性氣味的有害氣體,世界衛(wèi)生組織國際癌癥研究機構(gòu)將其列為一類致癌物,可以誘導(dǎo)和引發(fā)癌癥。國內(nèi)的木材膠黏劑主要是以甲醛為基本原材料的“三醛”膠,占整個木材加工行業(yè)用膠量的90%以上。含有甲醛膠黏劑的木制品用于室內(nèi),甲醛釋放期可長達15年。
早在2006年,朱錦攜全家人回國探親時,曾到山東臨沂的廢舊塑料回收廠,考察廢舊塑料做木塑項目。在參觀歸途路經(jīng)臨沂市西郊時,他被一大片白花花的、不知名的東西所吸引,后來得知,這些都是由木材旋切而成,用來做膠合板用的木片——臨沂是全國最大的膠合板生產(chǎn)基地。
在好奇心的驅(qū)使下,朱錦和朋友前去參觀一家頗具規(guī)模的膠合板生產(chǎn)廠家。一進工廠大院,刺鼻的甲醛氣味,就讓朱錦眉頭緊鎖。待進入車間,朱錦更是被嗆得淚流滿面。當時,車間內(nèi)有幾十名工人在工作,他問一些工人:在這樣的環(huán)境下,如何能工作?而工人的回答是早就適應(yīng)了。
當時的朱錦感到非常震驚,膠合板生產(chǎn)廠家的生產(chǎn)環(huán)境,完全無法隔離甲醛對人體的危害。他當時甚至質(zhì)問工廠老板,老板無奈地說,他只能做到兩年換一次工人。作為全世界最大的人造板生產(chǎn)國,生產(chǎn)現(xiàn)場的所見,激起了朱錦作為科研人員的內(nèi)心責任感——盡管沒有接觸過木材膠黏劑的研發(fā),但憑著自己在高分子領(lǐng)域15年的研發(fā)積累,他暗下決心,要通過科研解決這個問題。
參觀完之后,朱錦便向隨行的朋友表示,自己一定要做一種無醛木材膠黏劑,哪怕做出來一分錢不賺也值得。
探親結(jié)束回到美國后,朱錦便開始了“無醛膠黏劑”的研究,他查詢了解到,盡管在國內(nèi)還沒有“無醛膠黏劑”的先例,但歐美一些國家卻早已在研究新型膠黏劑,大豆蛋白質(zhì)就是其中一種重要的原材料。
既然別人可以做出來,那自己也一樣可以做出來!博士時期的科研豪情與信心,重新回到了朱錦的身上。
那時,他還在美國加利福尼亞州擔任一家公司的環(huán)境友好材料研發(fā)部項目經(jīng)理,從事的是塑料改性研發(fā)工作,與無醛膠黏劑八竿子打不著。為此,他只能白天在公司工作,無醛膠黏劑的試驗就安排在晚上和周末。
沒有加熱源,就用烤箱代替;沒有壓機,就用夾子代替;做木塊的耐水性研究,就用水來煮……家里簡陋的試驗條件,不僅大大增加了試驗工作量,還無法準確判斷每次膠黏劑的配方改進產(chǎn)生的微妙變化。
“一切全憑感覺”。剛開始時,膠黏劑的初粘性差,涂膠性能也達不到要求,經(jīng)過用黏土提高膠黏劑的耐水性和初粘性后,朱錦的“無醛膠黏劑”終于完成了一次在他心中覺得合格的試驗,膠合強度大于2MPa,是國家標準指標的2倍多。
“這意味著,經(jīng)過當時一年多的試驗,無醛木材膠黏劑的研究已經(jīng)初步完成了原理驗證階段。”朱錦當時非常興奮,盡管要實現(xiàn)產(chǎn)品的商業(yè)化,還只是萬里長征踏出了第一步?;氐街袊茖W(xué)院寧波材料技術(shù)與工程研究所,將為這項技術(shù)插上騰飛的翅膀。
要完成一項原創(chuàng)技術(shù)的轉(zhuǎn)化,不僅需要有成熟的技術(shù)、有平臺,還要有資本、市場的支持,更重要的是還要有一個可以互相促進的人才團隊。在了解到朱錦回國后,碩士時的導(dǎo)師李貞宜和寧波材料所的領(lǐng)導(dǎo)幫助朱錦迅速招募核心團隊成員,“80后”的劉小青成為朱錦團隊的一員,也成為之后“無醛膠黏劑”技術(shù)成果轉(zhuǎn)化的技術(shù)攻堅負責人。
盡管有了技術(shù)平臺和團隊,但朱錦研發(fā)的無醛膠黏劑技術(shù),在世界上僅有兩個,在中國是第一個,是否可以實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化,還要有資本和市場的支持與產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用,而這背后,仍有著很大的風(fēng)險。
經(jīng)過嚴格篩選和相互考察,團隊研究出來的無甲醛的生物基木材膠黏劑,最終以1088萬元的價格轉(zhuǎn)讓,并由材料研究所與受讓企業(yè)出資共同成立寧波中科朝露新材料股份有限公司,由朱錦擔任副董事長,這也是寧波材料所成立以來第一個落戶寧波的產(chǎn)業(yè)化項目。
劉小青、桂成勝、吳頔、徐益忠……在一個個團隊成員的共同努力下,最終實現(xiàn)了大豆膠無醛地板的規(guī)?;a(chǎn)和應(yīng)用。
朱錦認為,我國人造板年產(chǎn)量近3億立方米,位居世界第一。每年膠黏劑需求超過3000萬噸,產(chǎn)值600億元以上。近年隨著歐盟及美國、韓國等對中國人造板不同品類的反傾銷限制措施及環(huán)保標準提高,以及人造板中甲醛釋放給人們帶來的健康威脅,促使人造板企業(yè)進行整合、創(chuàng)新來提升產(chǎn)品及行業(yè)競爭力。而作為甲醛等危害物質(zhì)釋放的主要來源——木材膠黏劑,是困擾人造板行業(yè)發(fā)展的主要因素,開發(fā)健康、環(huán)保的生物基膠黏劑是人造板用膠黏劑行業(yè)發(fā)展的必然趨勢和強烈需求。
在這項技術(shù)的成果轉(zhuǎn)化上,團隊創(chuàng)造性地利用了高分子和膠黏劑學(xué)科交叉技術(shù),采用大豆蛋白插層蒙脫土技術(shù),原位生成了納米級粘土片層結(jié)構(gòu),制備得到了耐水性強的大豆蛋白膠黏劑材料;并創(chuàng)造性地將水性膠黏劑改為粉劑加水劑的雙組份形式,克服了大豆蛋白膠黏劑粘度大、流動性差,難以分散的問題,首次實現(xiàn)了大豆蛋白膠黏劑在連續(xù)熱壓刨花板、纖維板生產(chǎn)線上的應(yīng)用。
2011年7月30日,中國林產(chǎn)工業(yè)協(xié)會在寧波組織召開了“大豆基無醛木材工業(yè)用膠黏劑”新產(chǎn)品鑒定會,一致認為“大豆基無醛木材工業(yè)用膠黏劑技術(shù)”先進、性能優(yōu)良,達到了國際先進水平,市場前景良好。
而由張齊生院士作為主任委員的科技成果鑒定委員會一致認為:這一技術(shù)采用豆粕為原料,以水為分散介質(zhì),通過綠色環(huán)保的工藝制備得到完全不含甲醛的大豆基無醛木材膠黏劑,膠合板甲醛釋放量小于0.1mg/L(屬木材本身所含甲醛),技術(shù)屬國際先進水平。
2013年,膠黏劑的劑型從水劑膠改進成粉劑,便于儲存和運輸。全國幾大地板上市公司紛紛采用了大豆無醛木材膠黏劑技術(shù),每家企業(yè)大豆無醛膠多層復(fù)合地板的月銷售量都達到了幾萬平方米。
經(jīng)過10年的臥薪嘗膽,如今,相關(guān)產(chǎn)品已在大自然家居(中國)有限公司、德爾家居、千年舟、福建福人集團、德華兔寶寶、水性科天、百得勝衣柜等行業(yè)龍頭企業(yè)得到大規(guī)模應(yīng)用,僅該領(lǐng)域的經(jīng)濟效益就已超過20億元,為徹底解決當前消費者面臨的室內(nèi)裝修甲醛污染問題提供了強有力的技術(shù)支撐和解決方案。
與此同時,產(chǎn)品已經(jīng)出口至美國、日本以及歐洲多國,每年訂單數(shù)億元,不僅推動了我國木工行業(yè)的技術(shù)進步、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)升級,也破解了木制產(chǎn)品出口的貿(mào)易壁壘。
就這一技術(shù),寧波材料所和朱錦團隊已申請中國發(fā)明專利14項,已獲授權(quán)10項,發(fā)表論文12篇,發(fā)起制定行業(yè)標準4項,團體標準1項,先后獲得林業(yè)產(chǎn)業(yè)科技創(chuàng)新獎一等獎、2011年林業(yè)工業(yè)新產(chǎn)品獎、2011年中國產(chǎn)學(xué)研合作創(chuàng)新成果獎等重要獎項。
目前,這一項目已經(jīng)具備年產(chǎn)6萬噸生物基無醛木材膠粘劑的生產(chǎn)能力,可實現(xiàn)各類銷售產(chǎn)值30億元,利稅達3.4億元。2018年,這一項目被提名國家技術(shù)發(fā)明獎二等獎。
通過關(guān)鍵材料技術(shù)、制造工藝等的創(chuàng)新研究,朱錦歷經(jīng)10多年,實現(xiàn)了木材工業(yè)用大豆蛋白無醛膠黏劑的規(guī)?;瘧?yīng)用,利用納米材料制備得到了耐水性強的大豆蛋白膠黏劑材料,還克服了大豆蛋白膠黏劑粘度大、流動性差,難以分散的問題,首次實現(xiàn)了大豆蛋白膠黏劑在連續(xù)熱壓刨花板、纖維板生產(chǎn)線上的應(yīng)用……種種技術(shù)上的創(chuàng)新,意味著在科研道路上的一步步前進。
2012年,朱錦研究的另一項聚乳酸/淀粉全生物基可降解復(fù)合材料也實現(xiàn)了科技成果轉(zhuǎn)化,這項技術(shù)被應(yīng)用在一次性餐具上,而原料則是玉米、土豆等植物淀粉,技術(shù)成果的交易額為1500萬元,他與購買技術(shù)的企業(yè)聯(lián)合成立了寧波家塑生物材料科技有限公司,如今,這一技術(shù)成果同樣正被應(yīng)用于生產(chǎn)和生活領(lǐng)域。
10年前,朱錦在加盟寧波材料所后就創(chuàng)立了生物基高分子材料研究團隊,如今,經(jīng)過10年發(fā)展,這一團隊成員如今已超過50人。
“經(jīng)過那么多年的努力,尋找到自己喜歡并且能夠堅持的方向,一做就是10年。而我的團隊中許多人都是跟著我從30多歲到40多歲,這10年來一直很穩(wěn)定,我在成長的同時,他們也在成長?!?/p>
總結(jié)過去十年,朱錦說,這同樣是他論文高產(chǎn)的10年。從博士后一直到回國前,他很少發(fā)表論文,而在這10年時間里,他與團隊就發(fā)表了近200篇論文。
成功轉(zhuǎn)讓了兩項科研成果后,朱錦已經(jīng)有了新的愿景,他將開始投入到新項目的研究中。如今,他已辭去材料技術(shù)所所長的職務(wù),未來將帶領(lǐng)團隊到雄安二次“創(chuàng)業(yè)”,新的技術(shù)或?qū)⒛軌驈氐捉鉀Q白洋淀的蘆葦治理難題。
在朱錦心中,自己還是那個懷著“家國夢想”,有著一顆赤子之心的留學(xué)生,就像當初一直希望回國實現(xiàn)抱負一樣,如今的他,希望重新回到一線科研團隊崗位上,去攻關(guān)具有挑戰(zhàn)性的國際科研難題。
“在行政崗位上做了5年,我覺得我還是應(yīng)該做我自己更擅長的東西,我更喜歡(科研攻關(guān))這一塊的事情,用我的專業(yè)技術(shù)解決那些世界級的難題?!睆膶嶒炇?,到市場,再回到實驗室……朱錦似乎已經(jīng)習(xí)慣并享受這樣一個個科技成果被應(yīng)用于老百姓生產(chǎn)、生活的過程,在未來,他希望自己能夠有更多的科技成果得到轉(zhuǎn)化。
朱錦說,自己能夠取得今天的成就,必須要感恩這個時代——這是一個對科研技術(shù)人員來說最好的時代?!罢沁@樣一個變革而又包容的時代,讓我們可以盡情發(fā)揮,盡情展現(xiàn)?!敝戾\說。