湖大學(xué)子研發(fā)泡沫石膏板掀外墻建材環(huán)保革命">
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把實驗室當(dāng)家 變工業(yè)廢渣為寶
湖大學(xué)子研發(fā)泡沫石膏板掀外墻建材環(huán)保革命





  填埋、堆積,每年數(shù)千萬噸的工業(yè)廢料———鈦白石膏這樣被處理,對土地、地下水等造成嚴(yán)重污染,如何解決這一難題?湖北大學(xué)由蔣濤、張群朝老師指導(dǎo)、材料科學(xué)與工程學(xué)院學(xué)生趙輝等同學(xué)的科研成果《回收利用工業(yè)固廢生產(chǎn)新型環(huán)保建材》給出了答案。他們研創(chuàng)的發(fā)泡技術(shù),可將鈦白石膏制成無污染,防火、隔音效果好的裝飾材料,實現(xiàn)了變廢為寶。在11月18日舉辦的第15屆“挑戰(zhàn)杯”大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品競賽決賽中,該項目一舉獲得一等獎,這也是本屆賽事中湖北省屬高校唯一的一等獎。
  變廢為寶 新型技術(shù)為萬噸工業(yè)廢料找出路據(jù)了解,鈦白石膏是生產(chǎn)鈦白粉的過程中產(chǎn)生的以二水硫酸鈣為主要成分的廢渣,近年來年排放量達(dá)5000萬噸,堆積量位居世界第一。傳統(tǒng)的處理方式,以填埋和堆積為主,不僅占用大量的土地資源,還對土地和地下水造成污染,其微小顆粒物還易混雜在空氣中,被人體吸入,損害健康。
  趙輝團(tuán)隊敏銳地注意到這一點,經(jīng)過研究,他們將鈦白石膏充分磨細(xì)后在一定條件下氧化,經(jīng)過脫水、轉(zhuǎn)晶、發(fā)泡、防水等處理后,制備出了一種性能優(yōu)異的泡沫石膏保溫板。趙輝介紹,目前市場上現(xiàn)有的普通泡沫保溫板以有機保溫板為主,有機泡沫保溫板易燃,還會在燃燒過程中釋放有毒氣體,消防隱患大。泡沫石膏保溫板的誕生,將改變這一現(xiàn)狀。
  他介紹,泡沫石膏保溫板制作材料主要為鈦白石膏,可有效減少該工業(yè)廢料的污染,每年能節(jié)省數(shù)億元的廢料處理費用。泡沫石膏保溫板制品中含有兩個分子的結(jié)合水,在遇火時,二水石膏的結(jié)晶水蒸發(fā),吸收熱量,表面生成的無水石膏是優(yōu)良的絕熱體,因而在一定的時間內(nèi)可阻止火勢蔓延,與有機泡沫保溫板相比,防火和隔熱的功能更強。被發(fā)泡后的制品內(nèi)部由無數(shù)個均勻密閉的泡孔組成,泡孔之間完全密閉,其隔音性能是普通混凝土墻體的6-10倍。此外,它的防水性也有大幅提升,還能循環(huán)利用。
  這一突破,為目前的外墻保溫建材市場提供了一種全新的選擇。國家統(tǒng)計局?jǐn)?shù)據(jù)顯示,對既有建筑和新型建筑節(jié)能改造的市場估值將近3萬億元,前景十分廣闊。
  目前,該項目的成果泡沫保溫板主要用做建筑保溫板,已有湖南格林英特環(huán)??萍加邢薰镜榷嗉移髽I(yè)投入生產(chǎn)銷售。
  五年堅守 終迎收獲時刻作為材料學(xué)的博士,趙輝自研究生以來從事的便是應(yīng)用研究。相對于理論科研,應(yīng)用研究的周期更長,幾乎都是以年來計算,有的甚至是數(shù)十年。研究中,每一個數(shù)據(jù)和每一個實驗環(huán)節(jié)都要重復(fù)多次,趙輝從不敢馬虎。
  7點起床,洗漱、吃早餐、閱讀新聞、上網(wǎng)關(guān)注研究領(lǐng)域內(nèi)的科研新動向,8點半到11點半用來看書學(xué)習(xí),20分鐘午飯時間后,整個下午直至晚上11點實驗室關(guān)門前的這一段時間,都要用來做實驗。每一天,趙輝嚴(yán)格恪守自己的作息時間,“一旦被打亂,就覺得整天都被浪費了?!彼f,有一次他深夜回寢室的時候,在校園里找小黃車,還差點被保安誤認(rèn)為是小偷。
  走進(jìn)趙輝的實驗室,豎在墻邊的單人折疊床、墻角放著的單人沙發(fā),都是趙輝在實驗室夜戰(zhàn)的“證據(jù)”。趙輝說,有些實驗中的反應(yīng)需要一兩天,為了實驗室的安全,他只得晝夜在實驗室守著。材料科學(xué)與工程學(xué)院的團(tuán)委書記李嵐說:“他基本上每天都在實驗室,在實驗室總能找到他?!?br>  就是這樣兩點一線的生活,趙輝一堅持就是5年?!澳贻p就該吃苦?!壁w輝說,這是他的信條。
  成功背后 有團(tuán)隊的辛勤付出五年堅持,終獲成功。趙輝在采訪中不斷強調(diào):“這個項目的成功,是每一個人辛苦的結(jié)果?!眱蓚€隊友是助手更是戰(zhàn)友,共同為一個項目而挑燈夜戰(zhàn)。除此之外,更重要的是精神上的支持,實驗受挫同時嘆氣,成果初現(xiàn)相視一笑,這種默契讓趙輝在科研路上不再孤單。
  趙輝說,自己能沉下心在實驗室研究,也是受到學(xué)院科研氛圍的影響。本科期間加入了學(xué)院組織的科研興趣小組,他從打雜開始向師兄師姐學(xué)習(xí)。早8點到晚11點,全天近15個小時待在實驗室,這樣的作息時間是很多材料學(xué)子的 “標(biāo)配”?!皩嶒炇依锓耪郫B床、小沙發(fā)也是師兄師姐們留下來的傳統(tǒng)?!壁w輝笑著說。
  這一點,在記者的實地走訪中得到證實。晚上10點,走進(jìn)材料科學(xué)與工程學(xué)院大樓,大樓里各樓層的實驗室、辦公室內(nèi)燈火通明,學(xué)生們在實驗臺前動手操作、觀測實驗實時數(shù)據(jù),或是在辦公桌上埋頭看書,課題組老師與學(xué)生們在進(jìn)行激烈討論。
  就是這樣的耳濡目染,讓趙輝養(yǎng)成了務(wù)實的習(xí)慣。在采訪中,趙輝再三強調(diào),項目能成功,與老師們無私幫助密不可分。他說,指導(dǎo)老師蔣濤和張群朝教授是他的后援團(tuán)。課題確立初期項目進(jìn)展有限,無法申請到項目撥款,團(tuán)隊只能先硬著頭皮做。設(shè)備不夠?蔣濤從家里拿來鍋碗瓢盆自己動手改;資金不夠?蔣濤和張群朝私人出錢也要改善學(xué)生們外出交流的條件;整日埋頭研究缺乏運動?蔣濤自費為課題組的學(xué)生買乒乓球臺,放置在活動室,這樣一來大家就可以在空閑時間約著打球,放松身心。因為很多實驗需要在無風(fēng)條件下進(jìn)行,實驗室不能開電扇??崾钇陂g,學(xué)生們每天進(jìn)實驗室第一件事情就是脫衣服,實驗室里放大量的水來降溫,這種原始方法的效果甚微,他們只好汗流浹背地做實驗。蔣濤心疼學(xué)生們,自費在實驗室安裝了空調(diào)。在授業(yè)解惑方面,蔣濤和張群朝從來沒有任何保留,為學(xué)生提供理論指導(dǎo),“有問題找老蔣”成為課題組里的口頭禪。
關(guān)于挑戰(zhàn)杯“挑戰(zhàn)杯”競賽被譽為當(dāng)代大學(xué)生科技創(chuàng)新的奧林匹克盛會,每兩年舉辦一次,是國內(nèi)參與人數(shù)最多、級別最高、影響力最廣的綜合性學(xué)生科技創(chuàng)新賽事,并成為部分大學(xué)排行榜中創(chuàng)新人才培養(yǎng)成果的重要指標(biāo)。據(jù)悉,本屆由共青團(tuán)中央、中國科協(xié)、教育部、中國社科院、全國學(xué)聯(lián)和上海市政府主辦,上海大學(xué)承辦。共1900多所高校的200多萬大學(xué)生參與,參與項目約60萬項。全國初賽共有3萬余件作品,入圍國賽作品1230件(每個高校選送參賽作品總數(shù)不得超過6件),入圍終審決賽參加現(xiàn)場問辯的作品755件。經(jīng)過前期的網(wǎng)絡(luò)初評、集中復(fù)評以及決賽期間終審,全國評審委員會最終評出特等獎作品39件、一等獎作品102件、二等獎作品315件、三等獎作品773件。我校有4件作品入圍決賽并獲獎,其中一等獎1項、二等獎1項、三等獎2項。湖北大學(xué)獲獎名單由蔣濤、張群朝指導(dǎo),材料科學(xué)與工程學(xué)院博士生趙輝等完成的作品《回收利用工業(yè)固廢生產(chǎn)新型環(huán)保建材》獲全國一等獎;由劉軍指導(dǎo)、商學(xué)院學(xué)生喻春艷等完成的作品《國家公園旅游生態(tài)補償機制及實施路徑研究———以神農(nóng)架為例》獲全國二等獎;由江兵兵指導(dǎo)、材料科學(xué)與工程學(xué)院和楚才學(xué)院學(xué)生陳嘉理等完成的作品《打破化學(xué)治療———免疫聯(lián)合治療屏障高集成多功能納米載體》獲全國三等獎;由劉文超、曾張帆指導(dǎo),計算機與信息工程學(xué)院學(xué)生李宣成、楚才學(xué)院史曉彤等完成的作品《磁性介質(zhì)顯示系統(tǒng)》獲全國三等獎。