「ホルムアルデヒド不使用、接着剤不使用」の伝統を打ち破り、「本棚」から「棚」へ、新たなグリーン低炭素木材を実践！

木は人類への自然の貴重な贈り物です。古代から、人々は木を使って火を起こし、紙を作り、家を建て、家具を作ってきました。木は何千年にもわたる中華民族の知恵と文化を宿し、人類文明の継承と進化を記録しています。人類の生存と発展を支える地球上の重要な資源である木材は、豊富な埋蔵量、再生可能性、加工エネルギー消費の低さ、炭素固定・貯蔵などの大きな利点により、将来性が期待できる素材です。木材素材を積極的に開発し、利用することは、持続可能な開発と「カーボンピークとカーボンニュートラル」の目標の達成にとって大きな意義があります。

▲工房でのシャオ・シャオリャン

東北林業大学の肖少良教授は、グリーン木材接着、強化可塑化、低炭素化、高付加価値利用技術に焦点を当て、多くの重要な進歩を遂げてきました。肖少良は、基礎研究と応用研究の融合を主張し、「本棚」から「棚」へ、木材産業に緊急に必要な主要技術の開発と変革、新しい木材材料の製品チェーンの充実、科学研究と産業の「架け橋」の構築を通じて、イノベーションの道を歩み続けています。

巨人の肩の上に立つ

肖少良は東北林業大学で学士、修士、博士の学位を取得しました。東北林業大学は、教育力の点で国内トップクラスの農林業大学に数えられています。 「宇宙に学び、道徳心を持ち、自然と調和する」という校訓を堅持し、我が国の林業教育、生態文明建設、経済社会発展に多大な貢献を果たしてきました。

学校のプラットフォームの利点のおかげで、肖少良さんは学部2年目に科学研究に参加する機会を得て、幸運にも指導者である院士の李建氏の科学研究チームに参加することができました。この過程で、肖少良は木材に対する新たな理解を獲得しました。 「重要な生態学的素材である木材の調査研究は、木材製品の低炭素革命の推進、木材の安全性の確保、人々の生活の質の向上、社会の持続可能な発展にとって大きな意義がある」と肖少良氏は述べた。師である院士の李建氏について、肖少良氏は感謝の意を表した。「李先生は私の運命を変えてくれた方です。人としてのあり方、物事の進め方、勉強の仕方を教えてくれました。特に科学研究においては、時代遅れの研究方法や時代遅れのテーマはもう使うべきではなく、慣例を破って独自の探究を行う勇気を持つべきだと強調してくれました。」

人工ボード業界における「ホルムアルデヒドなし、接着剤なし」という伝統的なホルムアルデヒドベースの接着モデルを打ち破り、木材材料の加工から使用までの全プロセスのグリーン化を実現します。この研究では、ムール貝の接着タンパク質の構造にヒントを得て、つまり、海中のムール貝が分泌する接着タンパク質を模倣することで、水があっても岩やその他の基質にしっかりと接着することができ、タンパク質内のカテコール基が接着において重要な役割を果たすことを発見しました。これに基づいて、院士の李建はバイオニック結合の概念を提唱しました。肖少良氏は指導者の指導の下、バイオニック合成の原理により、グリーンポリヒドロキシ化合物を主原料とし、水を唯一の溶媒として、ホルムアルデヒド、ベンゼン、揮発性有機化合物（VOC）を含まない、環境に優しい新しいタイプの低炭素接着剤、バイオニック接着剤の開発に成功しました。 「プロジェクトを引き継いでから重要な成果を得るまで、私の研究は3年近くも進展がありませんでした。しかし、実験中に偶然、ガラス反応器内の樹脂接着剤が加熱台に溢れ、透明な樹脂接着剤がすぐに黒い膜に変わり、剥がすと耐水性、不溶性、不融性の物質になりました。このプロセスは、一般的な熱硬化性接着剤の硬化プロセスに似ています。偶然に観察されたこの新しい現象に基づいて、私たちはバイオニック接着剤を開発しました。私の指導者が示した研究の方向性は、これまで誰もやったことのないテーマであるため、非常に冒険的です。当時すでに70代だった学者として、私の指導者は私を直接指導することを選択し、同時に、そのテーマの研究において完全な自由と励ましを与えてくれました。そのおかげで、私は回り道をせずに、独立して考え、問題を発見する能力を最大限に発揮することができました。」シャオ・シャオリャンは言った。

2018年、肖少良さんは中国奨学金委員会の支援を受けてメリーランド大学に行き、胡良兵教授のチームと学び、交流しました。持続可能な木質繊維材料の分野におけるトップクラスの研究チームとして、胡良兵教授のチームは最先端の木材研究において優れた成果を上げています。メリーランド大学での1年間の共同研修中、肖少良氏は木材の強化と可塑化に焦点を当て、第一著者として『サイエンス』誌の表紙記事を発表しました。関連研究により、木材は強化が難しく、同時に加工性と成形性に優れているという制限が打ち破られ、木材は優れた機械的特性と「金属/プラスチック」加工性と成形性に優れるようになり、エンジニアリング分野、特に強度と複雑な形状の成形性に対する要求が高いハイエンドエンジニアリング分野における木材の応用範囲が大幅に拡大しました。記事は発表されるやいなや、国内外の専門家や学者から高い評価を受け、国内外のメディアもそのハイライトを報道するなど、国際的に重要な影響を与えた。

肖少良さんは、この科学研究の経験が彼に大きな影響を与えたと語った。 「私は胡良兵教授から、チームの力を最大限に活かして科学研究を効率的に行う方法、科学研究の卓越性を目指す方法、そして科学的な問題をより深く掘り下げる方法を学びました。」研究開始から論文発表までの過程は極めて困難で、偶然の行動が彼に予期せぬ驚きをもたらした。実験では、実験の効率を上げるために、肖少良は固定した曲げ木を水に投げ込んで柔らかくし、他の形に作り直せるようにしたのだ。この意図しない動きにより、彼は木材を乾燥させて固定し、その後再び水に浸すと、木材の可塑性が大幅に向上し、半分に折っても壊れず、木材に折り畳み特性が与えられることを発見しました。 「科学研究は不確実性に満ち、計画通りには進まない革新的なプロセスです。興味、好奇心、そして新しい現象を捉える能力を持つことが、新素材を発見し創造する鍵です」と肖少良氏は語った。

祖国の土地について論文を書く

「祖国の地について論文を書きなさい。」肖少良の科学研究の本来の意図は、常に世界の科学技術の最先端、経済の主戦場、国家の主要なニーズ、そして人々の生命と健康に焦点を当てることです。肖少良氏は、科学研究成果の実施と変革が技術革新と国家の発展を達成する上で重要なリンクであると考えています。基礎研究と応用研究のバランスをとる研究者は、科学研究成果の実装と変革をより効果的に促進することに貢献します。

肖少良氏は、わが国は森林と木材、特に良質の木材が不足している国であると紹介した。外部依存度は木材安全警告ラインをはるかに上回っています。しかし、成長の早い木材や木材加工残渣は豊富にあります。木材資源の効率的かつ高付加価値な利用をいかに実現するかは、我が国における木材の需要と供給の矛盾を緩和し、木材の安全性を確保する上で極めて重要です。接着は「木を植えない植林」とも言える、木材資源の有効活用を実現する最も効果的な手段の一つです。しかし、既存の接着技術で使用される接着剤のほとんどにはホルムアルデヒドが含まれているため、木材製品の製造および使用時に遊離ホルムアルデヒドや揮発性有機汚染物質が放出されるリスクは避けられません。国家の環境保護基準の向上と人々の健康に対する関心の高まりに伴い、ホルムアルデヒドを含まないグリーン接着剤の科学的研究は常に学界と産業界から大きな注目を集めています。バイオニック結合というテーマは、まさに、既存の木質パネル技術に遊離ホルムアルデヒドと揮発性有機汚染物質が広く存在するという世界的な問題に対処するために提案されました。この方向性は、最先端の基礎研究と幅広い市場への応用の両方のニーズを考慮に入れています。

2018年以来、肖少良（博士課程1年目から、卒業後も教鞭をとるため学校に残ってきた）は、山東新港グループと協力し、指導者である李建院士の指導の下、ホルムアルデヒドフリー、環境に優しい、低炭素の人工ボード製造分野における主要なキーテクノロジーの実装に注力してきた。これまで、関連技術により、ホルムアルデヒドフリーのバイオニック接着剤の量産、合板の量産、年間30万立方メートルの超強力パーティクルボードと18万立方メートルの超薄型ファイバーボードの連続大規模生産、3大人工ボードの量産を実現しました。この技術は、製品へのホルムアルデヒド添加ゼロを実現するだけでなく、さらに重要なことに、製造から消費者端末までの既存の人工ボードのライフサイクル全体のグリーンで無公害の技術を克服し、人工ボード産業チェーン全体が健康の新時代に入ることを可能にし、国の「デュアルカーボン」戦略と「健康中国2030」計画概要と一致しています。

「企業をイノベーションの主体とし、市場を指向し、政府、産学、研究、応用の協働イノベーションモデルを活用することで、最先端の基礎理論と技術成果の実現と変革を加速できるだけでなく、技術変革の過程で新たな科学的問題の発見と基礎理論研究の推進に貢献し、基礎研究と応用研究の協調的発展を実現できる。」シャオ・シャオリャンは言った。

道徳心を養い、初心を忘れない

肖少良さんは東北林業大学で学び、卒業後は正式に母校に入学した。彼にとって教育は偉大な大義である。彼は、道徳を養い、人々を教育し、互いに学ぶという、師である李堅院士の哲学を受け継ぎ、学生たちの指導者になることを望んでいる。彼は常に新しい時代の大学教員としての責任を心に留め、「党のために人々を教育し、国家のために人材を育てる」ことを自らの本来の使命としている。

学生の指導とトレーニングにおいて、肖少良は学生の特性に応じて指導し、さまざまなトレーニング方法を採用します。彼は自身の学習経験に基づいて、学生たちにいくつかの提案をすることがよくあります。彼は学生たちに、できるだけ多くの優れた人々と交流し、彼らから学ぶことを奨励しています。学生がプラットフォームの利点を最大限に活用し、より多くの試みを行い、できるだけ早く短期および長期の目標を設定するように指導します。学生たちに、もっと読書をし、自習能力を高め、人生への愛と新しいものへの好奇心を持ち続け、運動に時間を費やすよう促します。 「教師の責任は生徒に知識を伝えることだけではなく、より重要なのは生徒の好奇心と創造性を刺激することです」と肖少良さんは語った。彼にとって最も幸せなことは、生徒たちの進歩と成長を見ることです。

今後も肖少良は、国の主要な戦略的ニーズである木材の安全性、省エネと排出削減、グリーン製造に引き続き注力していきます。彼は「持続可能な利用」と「循環型経済」の観点から、グリーン接着、木材の強化と可塑化、高付加価値利用、低炭素技術に引き続き重点を置き、グリーン、低炭素、強化、多機能木材製品のトレンドに適応し、技術革新で新たな進歩を遂げ、政府、産業界、学界、研究、応用の協力を通じてより多くの新しい木材材料を生み出し、人々のより良い生活への高まるニーズに応えていきます。