吉兴香: 古老造纸业焕发绿色新生机
目前,由中国科协科普部、全国妇联宣传部主办,中国科协农村专业技术服务中心、北京科技报社承办的2023年“我和妈妈学科学”活动,正在全国各地火热开展。为提升“我和妈妈学科学”活动品牌影响力和参与度,充分展示全面推进乡村振兴中的巾帼力量,活动特邀请来自各界的10位杰出女性作为代言人。今天,一起走近代言人之一——吉兴香。
文/北京科技报 廖迈伦 编辑/贾朔荣
图片/除标注外,由专家本人提供
▲2023“我和妈妈学科学”活动代言人——齐鲁工业大学(山东省科学院)轻工学部主任、生物基材料与绿色造纸国家重点实验室常务副主任 吉兴香
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曾几何时,先民们结绳记事,但易被遗忘。文字出现后,人们开始寻找合适的记录载体,比如龟甲、兽骨、青铜器、竹简等,但甲骨不可多得,金石笨重难移,简牍则需要较大的空间……直到纸张的出现,这些问题迎刃而解,也在数千年后,让今人见证了古代文化与艺术的璀璨。
如今,随着科技力量的加持,造纸行业已不囿于纸张本身,甚至能在航空航天、食品、医疗、建筑等多个领域大放异彩。这些突破离不开科研人员的努力,而齐鲁工业大学(山东省科学院)轻工学部主任、生物基材料与绿色造纸国家重点实验室常务副主任吉兴香也是他们中的一员。
突破传统,推动新时代制浆造纸惠及更多领域
“或许鲜有人知,许多看似与纸张无关的工业领域,其实都离不开‘纸’的助力。如航空航天领域,许多减重材料都是用纸做的,或是用造纸的方法制作而成的。”吉兴香介绍道。
除帮助航空航天领域实现“减重”需求外,新时代的绿色造纸方式还能助力农业领域“减碳”。众所周知,焚烧秸秆会产生一氧化氮、二氧化氮等有害气体,同时也会释放出一氧化碳、二氧化碳等气体及可吸入颗粒物等,污染大气环境,危害人类健康。而如今,原本被焚烧的秸秆能够变废为宝作为造纸的原料,且能够实现几近零排放。
“传统的化学法秸秆造纸会产生废液,但如今采用了生物法制浆,避免了废液的产生,循环利用后近乎零排放,而且从原材料到成纸的过程中,碳排放量小于植物生长过程中的固碳量,满足了碳减排的需要。”吉兴香进一步解释道。
不难发现,随着科技发展的日新月异,制浆造纸行业关注的不再仅仅是造纸本身,其外延已逐渐扩大,涵盖了诸多领域。如今的造纸行业,除主流程制浆造纸外,主流程中的产物纤维素还能够为医药领域贡献力量。纤维素可以制成微晶纤维素,由于其不会被人体吸收的特点,可以作为药物辅料中的缓释材料,替代淀粉,供特殊患者使用。
制浆造纸副流程的贡献已同样不容忽视。副流程中,溶出的半纤维素可以用来制作木糖醇或低聚木糖。作为一种天然的五碳糖醇,木糖醇虽然吃起来会有甜味,但并不会被人体吸收,只会“穿肠而过”。它既满足了糖尿病人等特殊群体对甜的口味需求,又不会给身体增加额外负担。
而副流程中的另一个产物——木质素,则能在建筑板材领域发挥积极作用。木质素可以制成环保树脂,用来替代含有甲醛的胶黏剂,广泛应用于各种装饰板材的制作。此外,还能用作建筑中水泥的减水剂、农业中土壤改良剂、美妆中防晒剂等,也可以作为工业分散剂。
由此可见,科研人员孜孜不倦的研究,让造纸流程中的副产物被充分利用,实现了“物尽其用”。制浆造纸行业的产业链也在一定程度上被拉长拓宽,在众多科技手段的助力下,应用于社会民生的多个领域。
砥砺深耕,促进优势科研成果落地转化
尽管制浆造纸行业的发展已经取得了骄人的成绩,但在其背后默默耕耘的科研人员却从未停下前行的脚步,吉兴香正是其中一员。
实验室中密密麻麻的仪器旁,夜晚静谧办公室里的电脑前,总能看到她心无旁骛的身影。埋首于科研工作的她,每天常常工作12个小时以上,只为了心中的热爱与期待。
透过灯光下忙碌的背影,我们仿佛能穿越时空,看到多年前书桌旁那个专心致志的孩子。受到当老师的父亲影响,吉兴香自小就认真刻苦学习,并立志成为一名优秀教师,将知识传授给学生。攻读硕士研究生期间,她对科研有了初层次的理解,即通过做实验获得数据,然后进行数据分析,从而找到解决实际问题的办法。但在博士阶段,她渐渐发现,只聚焦技术问题的解决远远不够,更重要的是探寻为何能够解决?因此,在不断的探索中,吉兴香致力于将理论创新与关键技术研发相结合,这种方式也为她的第一个国家自然科学基金项目研究奠定了坚实的基础。
夜以继日的科研探索,让吉兴香的工作逐渐进入了快车道。自2011年始,项目的科研效率大幅提高,科研成果也纷纷实现落地。谈及此处,她面露幸福之色,并表示:“我之所以能在科研道路上获得成功,要特别感谢家人的支持,和睦的家庭关系让我能够心无杂念地将精力投入到科研工作中,通过坚持不懈的努力,结下累累科研硕果。”
年产100万吨的超大规模纸浆臭氧漂白生产线、年产20万吨的农作物秸秆生物制浆生产线,以及在中国500强企业实现落地转化的6项发明专利……这些数字无一不彰显着吉兴香在科研道路上的非凡成就。
诚然,科研的道路并非一帆风顺,反而常常荆棘密布。面对困难与挑战,吉兴香常能乐观处之。在她看来,挫折与挑战都是上天的恩赐,激励她从中寻找新的突破点,成为激发内心不断前进的动力。
从事科研工作的同时,吉兴香也坚守在教学岗位。面对被一时失败击倒的学生,她常常温柔地鼓励他们:“成功的路上并不拥挤,因为坚持下来的人特别少。暂时的失败仅是当时的结果,向着目标不断努力,朝着梦想一路前行才是通往成功的要诀。”
增益有道,科学素质提升主打“亲子风”
繁忙的科研与教学工作之余,吉兴香常抽出宝贵时间投身科普工作。她希望能通过自己的讲述,让公众褪去对造纸行业固有的传统印象,重新认识今非昔比的新时代绿色造纸业,也让更多青少年关注这一行业,并从中感悟到科学的无穷魅力。
纷繁复杂的世间,孩子们就像一张张白纸,需要科学的色彩去填充。吉兴香表示,青少年正处于探索世界、认识世界的重要阶段,具有较强的知识吸收能力,且易对所接触的内容产生兴趣。因此,应充分利用这一阶段,发掘他们的热爱,唤醒他们的兴趣,培养他们对科学的好奇。
在学校生活中,孩子们往往能收获科学知识,但在家庭生活中,科学教育常会出现缺失。尤其在一些偏远的农村地区,在家庭中与孩子关系更为密切的母亲,自身科学素养相对薄弱,很难助力青少年科学素养的提升。
面对这种情况,吉兴香建议,围绕动物养殖、科学育苗、农业地膜等农村女性关注的领域,开展科学知识普及,让她们感受到科学的魅力,进而从对农业科普的兴趣扩展到其他领域,逐步丰富知识储备,增进自身科学素养,从而推动家庭科学教育。
然而,相比孩子和母亲科学素养的分别提升,“亲子共学”无疑是效率更高的良方。对此,吉兴香对“我和妈妈学科学”活动表示了肯定。她谈道:“这项活动将青少年科学素质提升与妇女科学素质提升相结合,产生了‘双赢’的合力,也为亲子之间留下了珍贵的回忆。”
作为一位母亲,吉兴香也有自己独特的家庭科学教育经验——“玩中学”。书本上枯燥的理论知识常让孩子们望而却步,而有趣的小实验却能引起孩子们的兴趣。吉兴香回忆道:儿子上初中时,在化学课学到了鸡蛋壳会被醋溶解,感到十分好奇。放学后,我和他一起将鸡蛋放入白醋,然后拍照观察记录。36个小时后,鸡蛋壳全部溶解,外表只剩一层薄膜。此时,他便对鸡蛋壳溶解的原因,以及过程中发生的化学反应有了更为深刻的理解与记忆。
“玩中学”的理念并没有止步于家中,到了周末和假期,吉兴香常会带儿子去山东、北京、上海等各地科技馆,体验新奇有趣的互动项目,参与丰富多彩的科普课。“这种轻松愉悦的氛围,能够帮助青少年更好地掌握科学知识,激发科学兴趣,未来成为科技创新的储备力量。”吉兴香谈道。
千秋基业,人才为本。聚焦热爱的造纸业,吉兴香期望有更多青少年能够投身于这一历史悠久的行业,肩负起传承、发展的使命,为绿色造纸的未来谱写崭新的瑰丽篇章。