王洪学:高分子田野上的奋斗者

东北林业大学土木工程学院
2021-07-27 12:54 浏览量: 2689
日前,学校隆重举办了第三届杰出校友回母校专场报告会,中国石化集团公司高级专家、中国石化上海石油化工研究院资深首席专家,我校1982届材料学院林产化工专业校友王洪学;国家科技部创新创业人才、国家微米纳米技术学会理事,1998-2005年就读于我校,先后获林学院林学本科和森林培育学硕士学位的胡立江;曾两次代表国家奔赴世界维和前线,两次联合国和平勋章、一次东帝汶总统团结勋章获得者,现任山东省临沂市公安局森林警察支队副支队长,我校1999届文法学院法学专业校友刘海涛与学校师生话东林事、叙母校情。他们坚定理想信念、勇担奋斗之责的事迹感动了众多师生。学校新闻网推出“校友事迹”栏目,讲述他们的成长故事,以飨读者。

人物介绍:王洪学

1982年毕业于东北林业大学林产化工专业,后获美国弗吉尼亚理工大学硕士学位和美国凯斯西储大学博士学位。他是国家级海外高层次创新专家,现任中国石化集团公司高级专家、中国石化上海石油化工研究院资深首席专家,是全球工业界首位被选为美国医学与生物工程院会士(AIMBE Fellow)、美国化学会会士(ACS Fellow)、美国高分子化学会士(POLY Fellow)、美国高分子材料科学与工程会士(PMSE Fellow)的科学家。

求知求学年轻人的梦想王洪学从小生活在地处小兴安岭的通北林业局,经常见到小火车满载着原木运往山下,在贮木场原木加工成木材后再源源不断地运往全国各地的场景。在那个知识匮乏的年代里,年轻的王洪学放学路上看到一座座木炭窑变魔术般把木头烧成轻轻的黑色木炭。善于思考的他对木材如何变成木炭的化学变化和带来的工业价值充满了好奇。这份好奇催生了他最初的梦想:进一步了解林化工业,让木材变得更有价值。于是工业、化学这两个关键词就一起伴随着王洪学走到了今天。因为地处林区,通北林业局的大学生几乎都毕业于同一所学校——东北林学院。王洪学很羡慕那些大学生。他们的智慧和风采在王洪学的内心种下了渴望知识的种子。1978年是恢复高考的第二年,也是王洪学的高考年。然而因为1977年高考在冬季举行,两次高考实际相隔半年,留给他的准备时间非常有限。那时,文革对教育造成的破坏和影响还没有完全恢复,林区的教育质量和教学条件本就不发达,又严重缺少学习资料。读书、学习、考大学谈何容易!但下定决心的王洪学并没有被困难吓退。教学资源不足就靠自身努力弥补,没有复习资料就从老师那里借阅文革前考大学的学习资料。他就这样如饥似渴地汲取着知识的养分,特别是培养起了对化学学科的浓厚兴趣,虽然他在中学都没见到过化学实验,还是取得了较高的化学高考成绩。正是凭借着这股不服输的韧劲,16岁的王洪学终于在那年夏天以优异的成绩进入东北林学院林产工业系(现东北林业大学材料科学与工程学院)学习,他也是那一年通北林业局考上大学的唯一一名应届毕业生。

回忆起在母校求学的时光,王洪学说:“当年的高考真的是千军万马过独木桥。能来到母校求学,机会十分难得,所以当时的同学们都格外珍惜来之不易的学习机会。”那时学校的办学条件还很艰苦,教室很紧张。为了抓紧学习时间,王洪学每天早早地出发,去“抢”大教室的自习座位。四年中,他得到了许多老师的支持和勉励,坚定目标,刻苦学习英语和专业课程。同时,他还在时任林产工业系辅导员的校原党委副书记、纪委书记陈文斌带领下,坚持早起锻炼身体,强健体魄。这些在母校养成的好习惯为王洪学日后的出国深造与科学研究打下了坚实的基础。科研之路在奋斗中取得成果“高分子概念诞生于1920年代。今天,高分子材料在各行各业当中的应用相当广泛,相关工业成长速度超过GDP的增长速度。衣食住行包括汽车、电器、手机、电脑、航天装备都离不开高分子材料。高分子材料对改善人民生活质量,促进经济发展不可或缺。”在求学过程中,王洪学注意到了高分子材料十分重要且拥有巨大的应用价值,最终选择了高分子作为自己的研究方向。在美国凯斯西储大学攻读高分子科学与工程博士学位期间,王洪学的导师是国际高分子领域享有盛名的Virgil Percec教授。他在学术上要求极其严格,所有的实验结果都要求达到其他团队可以独立重复的标准。他指导的博士生要发表10篇学术论文才能毕业。这对王洪学来说,既是压力,也是动力,促使他认真地做好每一个实验、对待每一组数据。王洪学读博士第一年进组时,组内共有28名研究生和博士后。每个人的实验资源很有限,只能同时做一个化学反应。到了第二年,因为王洪学研究工作出色,Percec教授给他安排了在组内仅有的一个可以同时做四个反应的实验室,他倍加珍惜这份资源。除了每周日下午4点至深夜的组会时间外,每天早上8点半到晚上10点,王洪学都雷打不动地在实验室里做实验,然后坚持写作到凌晨1点。他无论何时都带着一本有机化学手册,有新的想法、新的路线,就抓紧开展新结构单体的合成和聚合实验。因为全身心投入到科研事业中,热爱体育的王洪学完全没有时间看电视。体育“瘾”上来了,他就只好在做实验的间隙打开收音机,收听电波中传来的喜爱的橄榄球队比赛情况。王洪学用“努力、勤奋、高质、高效”四个词形容自己的读博经历。“不积跬步,无以至千里”。他在四年的时间里,坚持勤奋努力,积极思考,挑战未知领域,独立发现问题、解决问题,每解决一个科学问题就及时分析实验结果写成一篇学术论文。在研究芳香族聚醚的聚合反应时,他遇到了难题,一些实验结果用以往理论难以解释。他花了近一年的时间一次又一次地认真做实验、反复论证、分析,提出了新的阴离子自由基共聚反应机理,发表了长达20页的论文。该论文随即获得高分子化学领域著名的肯尼迪教授撰文高度评价。最终,他读博期间成绩全优(GPA:4.0/4.0),还在一次美国化学会的年会上作了3篇口头报告,共发表学术论文25篇,“完成3个博士论文的工作量”(Virgil Percec教授评语),创造了Virgil Percec教授所指导博士生的纪录。

因为王洪学基础扎实,科研成果突出,导师建议他毕业后去学术界发展,做一名高分子化学研究的教授。然而,他却没有听从导师的建议。他认为:“我和老师做了多年的实验室研究,每种高分子材料合成的量仅有几克、几十克。我要去实现发明一种高分子产品的小梦想,用我的发明创新提升老百姓的生活质量,为社会创造更多价值。”因此,他在博士毕业后选择进入工业界,几十年如一日地从事着高分子新材料和材料大规模产业化的研究。从凯斯西储大学博士毕业后,王洪学先后在两家《财富》500强公司致力于新型高分子新材料的开发。在20多年的技术创新经历中,他面向新产品开发和市场的需求,选择对企业和社会意义重大的技术和工程难题作为课题进行研究。他多次遇到研究领域中解决不了的问题,一直坚信办法总比问题多,通过采用科学的研究方法,大胆提出新的技术假设,设计实验、认真开展实验和分析结果,攻克了一个又一个技术难题,并申请和获得了一项又一项授权专利。他踏入工业界的第一个项目就遇到了巨大的挑战。公司投资多年开发出的新产品因完全不具备应有的高性能而无法上市。经过思考,他决定采取一个与以往不同的全新思路和技术路线,经过10个月的苦战,反复的实验、失败、改进再实验,终于取得技术突破,开发出了全新的工程技术和新型结构材料。

塑料对环境造成的污染是一个世界性的问题,没有一个简单的解决方案。王洪学从1994年开始,持续探索从高分子材料科学的角度开发环境可持续技术,减轻不可降解高分子材料对环境的负担和危害。他领导团队,研制出了一系列生物降解材料、生物基材料、纳米材料,研究了消费后废塑料利用和工业后废塑料利用技术,成功地开发出多个系列的环保产品,推动了绿色低碳的技术进步和产业化,获授权国际专利几百项,取得了大量的技术创新成果。王洪学获得多个国际知名学术组织和跨国公司的奖励达数十项,以表彰他在高分子新材料开发和解决塑料环境污染、减少白色垃圾对环境的影响方面作出的杰出贡献。2014年,王洪学作为国家级海外高层次专家回到国内,进入中国石化上海石油化工研究院。基于国家和集团公司技术需求,王洪学确定了绿色环保材料、高端合成材料、高性能材料三大研究方向,开发出生物材料、功能材料、农用材料、工程塑料、3D打印材料等多类高端合成材料,建成了先进的合成材料改性加工应用平台,培养和建立了一支富有创新活力的团队,申请中国发明专利100余项,并于2021年获中国石化集团公司科技进步特等奖。

农膜项目科学家的家国情怀地膜对农业生产非常重要,起着增温、保墒、防止杂草生长的作用。每年,地膜对农产品附加值产出增加贡献在1200亿-1800亿元。然而,传统地膜以不可降解聚乙烯(PE)膜为主。地膜残留量逐年上升,严重影响土地质量和作物产量,危及国家18亿亩耕地红线和粮食安全。当王洪学谈到他牵头承担的国家重点研究计划项目“化学与结构驱动的可控性能农膜材料开发及产业化示范”时,他给出了一组惊人的数字:“中国2018年地膜产量约160万吨,不可降解地膜污染耕地面积超过3亿亩。在新疆种植棉花的土地里,每亩平均地膜残余量达到15.8公斤。如果回收这些不可降解的地膜,全国每年花费将超过180亿人民币!”当王洪学描述这些令人震惊的数字时,我们从他的语气中可以清楚地感受到一位科学家对环境问题的关切。“绿水青山就是金山银山”,生态文明建设对国家的可持续发展十分重要。2016年,为了服务国家重大战略需求,解决棚膜寿命短、功能持效短的问题和不可降解地膜污染土地的问题,从未涉足农业领域的王洪学抱着“把论文写在大地上”的信念,毅然把化学结构驱动高端农膜项目承担了下来。然而科学研究的道路并非一帆风顺,技术攻关的难度极高。王洪学依靠多年来养成的科研素养和坚实的技术积累,乐观地面对着科研之路上的挑战:“解决行业无法解决的难题,对我来说是一件非常快乐的事”。工业生产不等于实验室研究,需要比较完整的产业链支撑。王洪学提到:“到工业界之前原本以为看过一个领域所有的文章就了解到了这个领域的前沿,但殊不知有很多国外公司,他们的很多成果都作为商业机密保护而不申请专利。科研进展也只在公司内部发表。”为了解决农膜项目中的核心技术问题,王洪学联合清华大学、中国科技大学、中科院长春应化所等七家单位,开展“产学研用”合作,带领团队开展了大量技术开发和田间应用试验。棚膜研制首先面对的是开发长寿命、高功能棚膜新材料的问题。项目团队经5年的研发实现技术突破,建成了万吨级低成本棚膜生产线并投入使用。棚膜应用示范面积超过1万公顷,实现作物提前上市和增产,提高了农民的收入。生物降解地膜材料性能达不到传统PE地膜的水平,加工性能普遍比聚烯烃差。在新的生物降解地膜试制成功后,又出现了田间应用寿命过短、提前降解的问题,而且成本高也成为了市场应用推广的瓶颈。“农民不会单独考虑环境因素,来买贵的产品。”王洪学又带领项目团队开发出了生物降解材料PHA新原料和PHA低成本生产技术,采用高分子改性技术和先进的高分子加工技术创新,经过不断的实验,成功提高了生物降解材料加工性能和力学性能,延长了使用寿命。

现在,王洪学带领的项目团队成功研发出了长寿命高功能聚烯烃HPO棚膜、超薄高强高韧生物降解地膜新材料等新产品技术。其中,万吨级长寿命高功能棚膜的雾度为国际领先的8%,可使草莓提前上市、增产8%,被评为科技部专项十大成果之一;生物降解地膜新材料应用面积1.8万亩,多种作物增产效果显著,其中水稻增产20%以上。团队开发的生物降解地膜成为农业农村部“十大引领性农业技术”。王洪学和他的团队的研究成果先后被中国化工报、中国石化报、人民网、中央电视台《走近科学》等多家媒体报道和关注,为农业科技创新和农业可持续发展作出了重要的贡献。

对于正在选择未来发展方向的青年人,王洪学也给出了他的建议:“现在国家对科研投入的力度很大,科研仪器条件越来越好,国内科研环境正在不断改善。国家高度重视生态文明建设,提出了碳达峰、碳中和目标,发布了《关于进一步加强塑料污染治理的意见》,制定了《土壤污染防治法》等。母校包括林产化工在内的很多专业,都与国家的重大战略需求紧密相关。学习这些专业、从事相关领域工作有着巨大的发展空间,希望更多有志于为国家作贡献的年轻人选择东北林业大学,相信他们未来一定大有可为。”如今,这位成果丰硕的科学家依然保持着在母校期间便养成的锻炼和健身习惯,在工作之余也会种花、剪草、陪伴家人野外郊游。当谈起自己的科研成果时,王洪学谦虚地表示自己只是“对新材料开发和减少环境污染做了一点点贡献。”正和王洪学一样,千千万万的东林学子在海内外各行各业默默耕耘着,用一点一滴的汗水践行着“学参天地,德合自然”的校训,为祖国和世界更加美好的未来不断奋斗着。

内容来源

东北林业大学新闻网

出品| 党委宣传部

责任编辑| 王思邈文字| 张天白编辑| 田昊言

编辑:凌墨

(本文转载自 ,如有侵权请电话联系13810995524)

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