新材料創(chuàng)新的浪潮何處奔涌？產學研融合的真諦如何洞察？青年科研者的道路怎樣前行？

當“綠色”成為建筑的必選項，生物質復合材料如何突破性能與成本的枷鎖，真正撐起未來土木的脊梁？產學研深度融合的底層邏輯究竟是什么？

【材訪錄】第二期，我們非常榮幸地邀請到福建農林大學教授、中國復合材料學會常務理事——邱仁輝先生。他將基于在生物質復合材料與綠色土木工程領域十余年的深耕，以及同中建海峽、福建建工等龍頭企業(yè)的成功合作經驗，為我們犀利剖析規(guī)?；瘧玫恼嬲款i，前瞻性地提出 “碳-險-租”商業(yè)閉環(huán)，并分享如何將論文寫在工地上的“頂天立地”育人哲學。

以下為訪談實錄，精彩不容錯過。

邱仁輝，福建農林大學教授，國務院政府特殊津貼專家，福建省科技創(chuàng)新領軍人才。主要從事生物基樹脂、生物質復合材料及綠色土木工程材料等方面的研究。主持完成5項國家自然科學基金項目以及科技部、教育部、國家林草局等20多項課題。發(fā)表論文100多篇，授權發(fā)明專利50多件，棕櫚油基樹脂及生物基新材料系列專利已成功轉化為千噸產線，實現(xiàn)了產業(yè)化。主持的多項成果獲福建省技術發(fā)明獎、科技進步獎。

一、邱教授，您長期致力于將生物質復合材料應用于綠色土木工程這一交叉領域。在您看來，相較于傳統(tǒng)建材，生物質基材料在大型土木工程結構中規(guī)?；瘧玫淖畲蠹夹g壁壘是什么？其全生命周期的“綠色”優(yōu)勢如何才能轉化為業(yè)主或施工單位愿意接受的“經濟”優(yōu)勢？

與傳統(tǒng)建筑材料比較，生物質基材料具有原料可再生、低碳足跡的優(yōu)勢，在非承載建筑結構件方面已表現(xiàn)出顯著的優(yōu)勢。但是，生物質基材料性能離散度大，與金屬或水泥混凝土材料相比，其宏觀力學性能如強度與彈性模量等相對較低。另外，由于生物質組分也容易受到微生物的影響，耐久性方面也存在薄弱環(huán)節(jié)，作為建筑結構件有一定的局限性。因此，我認為生物基材料要重點在非承載結構件方面拓展應用場景；另外，通過材料的復合或組合，提升其強度與模量，如傳統(tǒng)木竹結構件與金屬、無機非金屬材料的復合與結構設計與優(yōu)化等。進一步降低生物質基材料成本至關重要，這涉及到生物質基原料、產品制備工藝與設備、材料與結構設計的一體化優(yōu)化、功能性改良等，特別是材料耐久性的提升。要發(fā)揮生物基材料的“綠色”優(yōu)勢，還需要國家政策支持與“碳匯”變現(xiàn)制度的設計；推動生物基材料應用的“性能保險”替代“性能冗余”制度，加快保險公司在賠付加固或拆除費用的制度設計；可試點實施生物基結構材“租用”模式，如把模塊化生物質基墻板、重組木/竹梁按“租賃”模式提供給總包，這樣可以打通“碳-險-租”閉環(huán)，其綠色溢價能實時折現(xiàn)為經濟收益，而不再依賴簡單的“材料降價”邏輯。這才能使其“綠色優(yōu)勢”轉化為“經濟優(yōu)勢”并讓市場接受。

二、邱教授，您與中建海峽、福建建工等眾多行業(yè)龍頭企業(yè)建立了深度合作關系。在推動一項新技術從實驗室走向工程現(xiàn)場的過程中，您認為最關鍵的一環(huán)是什么？是企業(yè)端的成本考量、標準缺失，還是技術本身的成熟度？您和團隊是如何成功跨越這些障礙的？

我認為技術在走向工程現(xiàn)場過程中，最關鍵的還是技術本身的成熟度與可靠性，實驗室測試的性能指標不能只是滿足規(guī)范、標準的要求，實驗室測試的性能指標只是基礎，從技術到產品本身就是一個艱難跨越的“死亡之谷”，技術或產品的可靠性是走向工程現(xiàn)場的核心；要充分考慮到工程實施中的工藝過程，產品應用要與其匹配，便于工程實施。以生物質復合材料為例，除了基本的力學性能，還需在潮濕、高溫、紫外線照射等惡劣環(huán)境下保持性能穩(wěn)定，滿足工程現(xiàn)場的多樣化需求。

要實現(xiàn)技術到工程現(xiàn)場的跨越，一是現(xiàn)場驗證與持續(xù)改進：首先是小批量試應用，先在工程現(xiàn)場小范圍試用新技術新產品，收集實際應用數(shù)據(jù)，包括性能表現(xiàn)、施工便利性、與環(huán)境適應性等信息。二是問題反饋與優(yōu)化：根據(jù)現(xiàn)場驗證結果，及時對產品性能和工藝進行優(yōu)化調整。三是量產降本與競爭力提升。經過多輪現(xiàn)場驗證和產品優(yōu)化后，逐步實現(xiàn)大批量生產。規(guī)模化生產可降低原料采購成本，如大量采購生物質纖維等原料，獲得更優(yōu)惠的價格；同時減少生產管理成本，提高生產效率，降低單位產品成本。成本降低后，產品在市場上更具價格優(yōu)勢，結合其綠色、環(huán)保等特性，吸引更多客戶選擇，進一步提升產品的市場競爭力，形成良性循環(huán)，推動新技術在工程現(xiàn)場的廣泛應用。我們也是依照這樣的底層邏輯，從滿足客戶或工程現(xiàn)場需求出發(fā)，不斷改進產品的性能指標與工藝匹配度與可靠度，再通過產品的量產來降低成本。

三、邱教授，作為的常務理事，您認為學會在推動像“生物質復合材料”這樣的綠色新材料與傳統(tǒng)土木建筑這樣的傳統(tǒng)大行業(yè)融合方面，可以發(fā)揮哪些不可替代的關鍵作用？目前阻礙兩個領域深度融合的最大痛點是什么？

中國復合材料學會匯聚了頂尖科學家、領軍企業(yè)家與相關政策制定者，在“生物質復合材料×土木建筑”跨界融合中具備無可替代的樞紐價值。學會年會、專題論壇等活動已升級為“跨學科、跨行業(yè)、跨體系”的對接平臺；依托學會，可把企業(yè)真實需求快速轉化為科研清單，把共性瓶頸上升為政策議題，同步孵化標準、數(shù)據(jù)與人才，形成“產—學—研—政—金”閉環(huán)。

“生物質復合材料”與“傳統(tǒng)土木建筑”要實現(xiàn)深度交叉融合，發(fā)揮綠色新材料真正“不可替代”的作用，并不只是“更環(huán)?！薄翱稍偕薄暗吞肌?，而在于要使它能在關鍵應用場景里解決傳統(tǒng)建材無法兼顧的“性能-碳排-成本”三角矛盾。最大的痛點不是生物質材料的成本，而是“性能置信度”缺失，由于生物質材料力學性能離散度大，加上長期耐久性數(shù)據(jù)較缺乏，導致設計行業(yè)無法獲得可靠數(shù)據(jù)，難以放行。在“標準-認證-保險”環(huán)節(jié)也缺乏必要的配套，國內現(xiàn)有標準中沒有覆蓋承載-蠕移-老化聯(lián)合工況下的性能指標；尚無保險公司推出“生物質復合建材質量險”，業(yè)主、銀行、監(jiān)理部門無法獲得風險對沖工具，形成死結。另外，生物質建材供應鏈分散，質量追溯難，而傳統(tǒng)建材（水泥、鋼材）已建立高度標準化的配料與追溯體系，生物質建材與之差距較明顯。

四、邱教授，您作為“綠色土木工程材料與結構”福建省研究生導師團隊負責人，對研究方向的選擇既有前瞻性（綠色材料）又非常務實（對接產業(yè)）。您是如何培養(yǎng)學生這種“頂天立地”的科研能力的？對于希望進入這一交叉領域的青年學子，您會給他們什么建議？

    我認為對本領域研究生的培養(yǎng)，除了要重視基礎知識體系的構建，還要十分重視研究生解決工程實際問題能力的訓練。在研究方向上，應從工程實際出發(fā)，凝練出技術難點或瓶頸后面蘊含的科學問題，從基本原理-技術途徑-工藝方案-現(xiàn)場驗證出發(fā)，實現(xiàn)研究生科學與工程思維訓練的閉環(huán)，也就是要提升研究生對工程問題底層邏輯的認知水平。因此，我經常是先帶學生到企業(yè)看真實事故、真實成本、真實驗收指標，把技術痛點轉化為成可定量、可重現(xiàn)的科學假設，再形成上述環(huán)節(jié)的閉環(huán)，讓論文寫在工地上。因此，對青年學子而言，選擇真正有挑戰(zhàn)性的工程問題，在研究過程中提升自己解決工程問題的能力至關重要。特別對于當下而言，要避免走入一味以“論文”“影響因子”論英雄的誤區(qū)。對“生物質復合材料”領域研究生而言，我們要求把學位論文當成“產品說明書”來寫：性能指標、工藝窗口、工藝可靠性、碳減排量四欄必須齊。