木材是人們?nèi)粘I钪薪?jīng)常使用的材料,在家具制作、家居裝修、建筑施工等方面都起到了不可或缺的作用。遺憾的是,天然木材在疏水性、耐久性和耐酸堿性等方面存在一些缺陷。那么,有沒(méi)有辦法利用現(xiàn)代科技手段增強(qiáng)木材各方面的性能,從而提升木材的綜合用途和附加值呢?
經(jīng)過(guò)兩年多的研究,浙江農(nóng)林大學(xué)木材科學(xué)與技術(shù)專業(yè)2016級(jí)碩士研究生王漢偉,在學(xué)校金春德、孫慶豐等教授的指導(dǎo)下,成功將磁性納米材料與木材結(jié)合,研制和構(gòu)筑出仿生驅(qū)磁性木材?;谶@一系列的研究,王漢偉先后發(fā)表了4篇SCI論文,主持了一項(xiàng)浙江省級(jí)課題。因?yàn)橄嚓P(guān)科研成績(jī)顯著,再加上學(xué)習(xí)成績(jī)優(yōu)異、多次獲國(guó)家獎(jiǎng)學(xué)金,王漢偉春節(jié)前還被授予“北美楓情杯”2019屆全國(guó)林科十佳畢業(yè)生稱號(hào)。
王漢偉在浙江農(nóng)林大學(xué)讀本科期間,就跟著學(xué)校青年長(zhǎng)江學(xué)者孫慶豐老師開(kāi)展科研、做課題,并順利考取本校木材科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的研究生。研究生期間,他參與的第一個(gè)科研課題,就是研究在木材表面構(gòu)筑仿生磁性涂層,其目標(biāo)是,開(kāi)發(fā)出適合人居生活所必需的新型磁化木質(zhì)基功能材料,賦予木材趨磁性功能與電磁屏蔽功能。
“我們通過(guò)分析前驅(qū)物種類、配比、反應(yīng)環(huán)境、溫度、時(shí)間等工藝參數(shù)對(duì)磁性納米材料特性的影響,實(shí)現(xiàn)了磁性納米材料與木材結(jié)合的關(guān)鍵工藝參數(shù)調(diào)控。” 王漢偉說(shuō),在整個(gè)制備過(guò)程中,最大的困難在于,變量和參數(shù)眾多,導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)量龐大。
但是王漢偉和團(tuán)隊(duì)成員沒(méi)有退縮,他們不斷嘗試。整個(gè)暑假,他們每天早上8點(diǎn)到實(shí)驗(yàn)室,深夜1點(diǎn)才結(jié)束一天的實(shí)驗(yàn),最努力的一個(gè)月連續(xù)通宵做了3次。
經(jīng)過(guò)大量的實(shí)驗(yàn)論證,王漢偉等終于初步掌握了磁性納米材料在木材表面的生長(zhǎng)情況,研究并確認(rèn)了驅(qū)磁性木材復(fù)合材料具有極佳的驅(qū)磁性和微波吸收性能。隨后,研究團(tuán)隊(duì)在對(duì)具有微波吸收性能的驅(qū)磁性木材進(jìn)行進(jìn)一步改良的過(guò)程中,賦予了它超疏水性能,進(jìn)一步增強(qiáng)了它的耐久性和耐酸堿性。
想到材料廢棄之后的處理是目前可持續(xù)發(fā)展大環(huán)境下不可避免的問(wèn)題之一,王漢偉團(tuán)隊(duì)還嘗試將廢棄驅(qū)磁性木材進(jìn)行熱處理,得到了具有優(yōu)良水處理功能、可回收的磁性碳質(zhì)復(fù)合材料,為廢棄物再回收提供了解決路徑。
驅(qū)磁性木材研究并不是王漢偉初嘗科研成果。從小就喜歡科學(xué)研究的他,在浙江農(nóng)林大學(xué)期間,已經(jīng)先后以第一作者發(fā)表論文10篇,其中包括8篇SCI期刊收錄論文。癡迷科研的他,被師生稱為 “研霸”。
談到未來(lái)的科研之路,王漢偉充滿信心:“我所有的成就感都源于科研,科研過(guò)程漫長(zhǎng),有時(shí)還很枯燥,但要耐心地堅(jiān)持下去,當(dāng)你撥開(kāi)重重迷霧的時(shí)候,所有的付出都值了。”