Brechen Sie mit der Tradition „kein Formaldehyd, kein Klebstoff“, vom „Bücherregal“ zum „Regal“, und praktizieren Sie neue grüne und kohlenstoffarme Holzmaterialien!

Holz ist ein kostbares Geschenk der Natur an die Menschheit. Seit der Antike verwenden die Menschen Holz zum Feuermachen, zur Papierherstellung, zum Häuserbau und zur Herstellung von Möbeln. Holz ist seit Tausenden von Jahren ein Inbegriff der Weisheit und Kultur der chinesischen Nation und zeugt vom Erbe und der Entwicklung der menschlichen Zivilisation. Als wichtiger Rohstoff auf der Erde, der das Überleben und die Entwicklung der Menschheit unterstützt, ist Holz aufgrund seiner bedeutenden Vorteile, wie etwa reichliche Reserven, Erneuerbarkeit, geringer Energieverbrauch bei der Verarbeitung sowie Fixierung und Speicherung von Kohlenstoff, ein Material mit vielversprechenden Zukunftsaussichten. Die konsequente Entwicklung und Nutzung von Holzwerkstoffen ist für die Erreichung einer nachhaltigen Entwicklung und der Ziele „Carbon Peak“ und „Carbon Neutralität“ von großer Bedeutung.

▲Xiao Shaoliang in der Werkstatt

Professor Xiao Shaoliang von der Northeast Forestry University hat mit seinem Schwerpunkt auf der Verleimung von Grünholz, verbesserter Plastifizierung, geringer Karbonisierung und Nutzungstechnologien mit hoher Wertschöpfung viele wichtige Fortschritte erzielt. Xiao Shaoliang besteht auf der Integration von Grundlagenforschung und angewandter Forschung, vom „Bücherregal“ bis zum „Regal“, entwickelt und transformiert dringend benötigte Schlüsseltechnologien in der Holzindustrie, bereichert die Produktkette neuer Holzmaterialien und baut eine „Brücke“ zwischen wissenschaftlicher Forschung und Industrie – und schreitet so auf dem Weg der Innovation voran.

Auf den Schultern von Riesen

Xiao Shaoliang absolvierte sein Grund-, Master- und Doktorstudium an der Northeast Forestry University. Die Northeast Forestry University zählt hinsichtlich ihrer Ausbildungsstärke zu den führenden land- und forstwirtschaftlichen Universitäten des Landes. Getreu dem Schulmotto „Vom Universum lernen, moralisch im Einklang mit der Natur sein“ hat sie herausragende Beiträge zur forstwirtschaftlichen Ausbildung, zum Aufbau einer ökologischen Zivilisation sowie zur wirtschaftlichen und sozialen Entwicklung meines Landes geleistet.

Dank der Plattformvorteile der Schule hatte Xiao Shaoliang die Möglichkeit, sich im zweiten Jahr seines Grundstudiums an der wissenschaftlichen Forschung zu beteiligen und hatte das Glück, dem wissenschaftlichen Forschungsteam seines Mentors, des Akademikers Li Jian, beizutreten. Während dieses Prozesses erlangte Xiao Shaoliang ein neues Verständnis für Holz. „Das Studium und die Erforschung von Holz, einem wichtigen ökologischen Material, ist von großer Bedeutung für die Förderung der kohlenstoffarmen Revolution von Holzprodukten, die Gewährleistung der Holzsicherheit, die Verbesserung der menschlichen Lebensqualität und eine sozial nachhaltige Entwicklung“, sagte Xiao Shaoliang. Xiao Shaoliang äußerte sich dankbar über seinen Mentor, den Akademiemitglied Li Jian: „Lehrer Li hat mein Schicksal verändert. Er hat mir beigebracht, wie man Mensch ist, wie man Dinge tut und wie man lernt. Besonders in der wissenschaftlichen Forschung betonte er, dass man keine überholten Forschungsmethoden und Themen mehr verwenden sollte. Wir sollten den Mut haben, mit der Routine zu brechen und originelle Forschung zu betreiben.“

Ziel ist es, das traditionelle, auf Formaldehyd basierende Klebemodell „kein Formaldehyd, kein Klebstoff“ in der Kunstplattenindustrie aufzubrechen und den gesamten Prozess der Holzwerkstoffe von der Verarbeitung bis zur Verwendung umweltfreundlicher zu gestalten. Inspiriert durch die Struktur der Muschelhaftproteine, also durch die Simulation der von Muscheln im Ozean abgesonderten Haftproteine, die selbst in Gegenwart von Wasser fest an Felsen oder anderen Substraten haften können, stellte die Studie fest, dass die Catecholgruppen im Protein eine Schlüsselrolle bei der Haftung spielen. Auf dieser Grundlage schlug der Akademiker Li Jian das Konzept der bionischen Bindung vor. Unter der Anleitung seines Mentors entwickelte Xiao Shaoliang erfolgreich einen neuen Typ umweltfreundlichen, kohlenstoffarmen Klebstoffs – den bionischen Klebstoff – der frei von Formaldehyd, Benzol und flüchtigen organischen Verbindungen (VOCs) ist. Dies gelang ihm durch das Prinzip der bionischen Synthese, bei dem grüne Polyhydroxyverbindungen als Hauptrohstoffe und Wasser als einziges Lösungsmittel verwendet wurden. Von der Projektübernahme bis zum Erreichen der Schlüsselleistung machte meine Forschung fast drei Jahre lang keine Fortschritte. Doch während eines Experiments lief zufällig der Harzkleber im Glasreaktor auf den Heiztisch. Der transparente Harzkleber verwandelte sich rasch in einen schwarzen Film, der nach dem Abziehen wasserfest, unlöslich und unschmelzbar wurde. Dieser Prozess ähnelt dem Aushärtungsprozess gängiger duroplastischer Klebstoffe. Auf Grundlage dieses zufällig beobachteten neuen Phänomens entwickelten wir den bionischen Klebstoff. Da die von meinem Mentor vorgegebene Forschungsrichtung ein Thema ist, mit dem sich noch niemand zuvor beschäftigt hatte, ist sie äußerst abenteuerlich. Als Akademiker, der damals bereits über 70 Jahre alt war, entschied sich mein Mentor, mich direkt anzuleiten und mir gleichzeitig volle Freiheit und Ermutigung bei der Erforschung des Themas zu geben. So konnte ich Umwege vermeiden und gleichzeitig meine Fähigkeit zum eigenständigen Denken und zur Problemfindung maximieren. Sagte Xiao Shaoliang.

Im Jahr 2018 ging Xiao Shaoliang mit Unterstützung des China Scholarship Council an die University of Maryland, um mit dem Team von Professor Hu Liangbing zu studieren und sich auszutauschen. Als Spitzenforschungsteam auf dem Gebiet nachhaltiger Holzfasermaterialien kann das Team von Professor Hu Liangbing herausragende Erfolge in der Spitzenforschung im Holzbereich vorweisen. Während seiner einjährigen gemeinsamen Ausbildung an der University of Maryland konzentrierte sich Xiao Shaoliang auf die Holzveredelung und -plastifizierung und veröffentlichte als Erstautor einen Titelartikel in Science. Durch entsprechende Forschung wurde die Einschränkung aufgehoben, dass es schwierig sei, Holz gleichzeitig zu verstärken und gut zu verarbeiten und zu formen. Dadurch verfügt Holz nun sowohl über hervorragende mechanische Eigenschaften als auch über eine gute „Metall/Kunststoff“-Verarbeitung und -Formbarkeit. Dies hat den Anwendungsbereich von Holz im Ingenieurwesen erheblich erweitert, insbesondere in den anspruchsvollen Ingenieurbereichen, in denen hohe Anforderungen an die Festigkeit und die Formbarkeit komplexer Formen gestellt werden. Der Artikel wurde sofort nach seiner Veröffentlichung von Experten und Wissenschaftlern im In- und Ausland hoch gelobt und in- und ausländische Medien berichteten über seine wichtigsten Punkte, was eine bedeutende internationale Wirkung hatte.

Xiao Shaoliang sagte, dass diese wissenschaftliche Forschungserfahrung einen großen Einfluss auf ihn hatte. „Ich habe von Professor Hu Liangbing gelernt, wie man die Leistungsfähigkeit des Teams maximiert, um wissenschaftliche Forschung effizient durchzuführen, wie man in der wissenschaftlichen Forschung nach Exzellenz strebt und wie man tiefer in wissenschaftliche Probleme eindringt.“ Der Prozess vom Beginn der Forschung bis zur Veröffentlichung des Artikels war äußerst schwierig und eine zufällige Handlung bescherte ihm eine unerwartete Überraschung: Um die Effizienz des Experiments zu verbessern, warf Xiao Shaoliang das fixierte gebogene Holz ins Wasser, um es aufzuweichen, sodass es in andere Formen gebracht werden konnte. Durch diesen unbeabsichtigten Schritt entdeckte er, dass sich die Plastifizierungseigenschaften des Holzes erheblich verbessern, wenn es getrocknet und fixiert und anschließend erneut in Wasser eingeweicht wird. Es bricht auch dann nicht, wenn es in der Mitte gefaltet wird, wodurch das Holz Falteigenschaften erhält. „Wissenschaftliche Forschung ist ein innovativer Prozess voller Unsicherheiten und kann nicht wie geplant ablaufen. Interesse, Neugier und die Fähigkeit, neue Phänomene zu erfassen, sind der Schlüssel zur Entdeckung und Herstellung neuer Materialien“, sagte Xiao Shaoliang.

Schreiben Sie die Arbeit über das Land des Mutterlandes

„Schreiben Sie die These über das Land des Mutterlandes.“ Xiao Shaoliangs ursprüngliche Absicht bei der wissenschaftlichen Forschung bestand immer darin, sich auf die wissenschaftlichen und technologischen Grenzen der Welt, das wichtigste Schlachtfeld der Wirtschaft, die wichtigsten Bedürfnisse des Landes sowie das Leben und die Gesundheit der Menschen zu konzentrieren. Xiao Shaoliang ist davon überzeugt, dass die Umsetzung und Transformation wissenschaftlicher Forschungsergebnisse ein wichtiges Bindeglied für die Erzielung technologischer Innovationen und der nationalen Entwicklung ist. Forscher, die ein Gleichgewicht zwischen Grundlagenforschung und angewandter Forschung herstellen, tragen dazu bei, die Umsetzung und Transformation wissenschaftlicher Forschungsergebnisse besser zu fördern.

Xiao Shaoliang führte aus, dass in meinem Land ein Mangel an Wäldern und Holz, insbesondere an hochwertigem Holz, herrscht. Der Grad der externen Abhängigkeit ist weit höher als die Warngrenze für die Holzsicherheit. Allerdings sind schnell wachsende Hölzer und Holzverarbeitungsrückstände in Hülle und Fülle vorhanden. Um den Widerspruch zwischen Holzangebot und -nachfrage zu mildern und die Holzsicherheit in meinem Land zu gewährleisten, ist es von großer Bedeutung, eine effiziente und wertschöpfende Nutzung der Holzressourcen zu erreichen. Das Kleben ist eines der wirksamsten Mittel zur effizienten Nutzung der Holzressourcen, was als „Aufforstung ohne Anpflanzen von Bäumen“ bezeichnet werden kann. Da die meisten der in bestehenden Verbindungstechnologien verwendeten Klebstoffe jedoch Formaldehyd enthalten, besteht bei der Herstellung und Verwendung von Holzprodukten zwangsläufig das Risiko der Freisetzung von freiem Formaldehyd oder flüchtigen organischen Schadstoffen. Mit der Verbesserung der nationalen Umweltschutzstandards und dem zunehmenden Gesundheitsbewusstsein der Menschen hat die wissenschaftliche Forschung zu formaldehydfreien umweltfreundlichen Klebstoffen seit jeher große Aufmerksamkeit von Seiten der Wissenschaft und Industrie erfahren. Das Thema „Bionische Bindung“ wurde gerade deshalb vorgeschlagen, um das globale Problem des weit verbreiteten Vorhandenseins von freiem Formaldehyd und flüchtigen organischen Schadstoffen in der bestehenden Holzplattentechnologie anzugehen. Diese Ausrichtung berücksichtigt sowohl die Anforderungen der hochmodernen Grundlagenforschung als auch der breiten Marktanwendung.

Seit 2018 arbeitet Xiao Shaoliang (seit dem ersten Jahr seines Doktoratsstudiums – er blieb nach seinem Abschluss an der Schule, um zu unterrichten) mit der Shandong Xingang Group zusammen, um sich unter der Anleitung seines Mentors, des Akademikers Li Jian, auf die Implementierung wichtiger Schlüsseltechnologien im Bereich der formaldehydfreien, umweltfreundlichen und kohlenstoffarmen Herstellung von Kunstfaserplatten zu konzentrieren. Bislang konnten mithilfe der entsprechenden Technologien die Massenproduktion von formaldehydfreien bionischen Klebstoffen, die Massenproduktion von Sperrholz, die kontinuierliche Großserienproduktion von 300.000 Kubikmetern ultrastarker Spanplatten und 180.000 Kubikmetern ultradünner Faserplatten pro Jahr sowie die Massenproduktion von drei wichtigen künstlichen Platten realisiert werden. Mit dieser Technologie wird nicht nur erreicht, dass dem Produkt kein Formaldehyd zugesetzt wird, sondern, was noch wichtiger ist, es wird erwartet, dass sie die umweltfreundliche und schadstofffreie Technologie für den gesamten Lebenszyklus bestehender Kunstfaserplatten von der Herstellung bis zum Verbraucher übertrifft und so der gesamten Kunstfaserplatten-Industriekette den Eintritt in ein neues Gesundheitszeitalter ermöglicht, was im Einklang mit der „Dualen Kohlenstoffstrategie“ des Landes und dem Planungsrahmen „Healthy China 2030“ steht.

„Wenn wir die Unternehmen als Hauptantriebskraft der Innovation nehmen und uns am Markt orientieren und das kollaborative Innovationsmodell von Regierung, Industrie, Wissenschaft, Forschung und Anwendung nutzen, können wir nicht nur die Umsetzung und Transformation modernster theoretischer und technologischer Errungenschaften beschleunigen, sondern auch dazu beitragen, neue wissenschaftliche Probleme zu entdecken und die theoretische Grundlagenforschung im Prozess der Technologietransformation zu fördern. Auf diese Weise erreichen wir eine koordinierte Entwicklung der Grundlagen- und angewandten Forschung.“ Sagte Xiao Shaoliang.

Kultivieren Sie Moral und bewahren Sie ursprüngliche Bestrebungen

Xiao Shaoliang studierte sein gesamtes Studium an der Northeast Forestry University und trat nach seinem Abschluss offiziell seiner Alma Mater bei. Bildung ist ihm eine große Sache. Er hofft, die Philosophie seines Mentors, des Akademikers Li Jian, zu übernehmen, nämlich Moral zu kultivieren, Menschen zu erziehen und voneinander zu lernen, und ein Vorbild für seine Schüler zu werden. Er ist sich stets der Verantwortung der Universitätslehrer im neuen Zeitalter bewusst und betrachtet es als seine ursprüngliche Mission, „Menschen für die Partei auszubilden und Talente für das Land zu fördern“.

Beim Unterrichten und Trainieren der Schüler unterrichtet Xiao Shaoliang die Schüler entsprechend ihrer Eigenschaften und wendet unterschiedliche Trainingsmethoden an. Aufgrund seiner eigenen Lernerfahrungen gibt er den Studierenden oft einige Anregungen. Er ermutigt die Studierenden, mit möglichst vielen herausragenden Menschen in Kontakt zu treten und von ihnen zu lernen. leitet die Schüler an, die Vorteile der Plattform voll auszunutzen, mehr Versuche zu unternehmen und sich so früh wie möglich kurzfristige und langfristige Ziele zu setzen; fordert die Schüler dazu auf, mehr zu lesen, ihre Fähigkeit zum Selbststudium zu verbessern, ihre Lebensfreude und Neugier auf Neues zu bewahren und Zeit mit Bewegung zu verbringen. „Die Verantwortung eines Lehrers besteht nicht nur darin, den Schülern Wissen zu vermitteln, sondern – noch wichtiger – ihre Neugier und Kreativität zu wecken“, sagte Xiao Shaoliang. Am schönsten ist es für ihn, die Fortschritte und die Entwicklung seiner Schüler zu sehen.

Auch in Zukunft wird sich Xiao Shaoliang auf die wichtigsten strategischen Bedürfnisse des Landes konzentrieren: Holzsicherheit, Energieeinsparung und Emissionsreduzierung sowie umweltfreundliche Produktion. Aus der Perspektive der „nachhaltigen Nutzung“ und der „Kreislaufwirtschaft“ wird er sich weiterhin auf umweltfreundliches Kleben, Holzveredelung und -plastifizierung, Nutzung mit hoher Wertschöpfung und kohlenstoffarme Technologien konzentrieren und sich dem Trend zu umweltfreundlichen, kohlenstoffarmen, veredelten und multifunktionalen Holzprodukten anpassen, um neue Fortschritte bei der technologischen Innovation zu erzielen und durch die Zusammenarbeit zwischen Regierung, Industrie, Wissenschaft, Forschung und Anwendung mehr neue Holzmaterialien zu schaffen, um den wachsenden Bedürfnissen der Menschen nach einem besseren Leben gerecht zu werden.