“從在柳林種芒草開始,，這十年來，您覺得哪個(gè)階段最艱難,？”  

“哪個(gè)階段都很艱難。”山西生物質(zhì)新材料產(chǎn)業(yè)研究院院長桑濤苦澀地笑了，“新產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,，新技術(shù)、新產(chǎn)品的誕生,，都要經(jīng)歷無數(shù)次失敗才有可能取得成功,，這就是風(fēng)險(xiǎn)。同時(shí)還需要大量的資金,，誰能容忍這么多的失敗，又能夠給予你支持呢,？”  

2011年,，桑濤決定辭去美國密西根州立大學(xué)的教職，正式回國工作,。此前,，他的研究領(lǐng)域主要集中在植物學(xué)。這一次,，他想再進(jìn)一步,，把植物及其加工剩余物變成環(huán)保新材料。生物質(zhì)的轉(zhuǎn)化一直是科研熱點(diǎn),，之前已經(jīng)有將秸稈轉(zhuǎn)化為清潔能源燃料乙醇的先例,。桑濤想做的，是建立完整的新材料產(chǎn)業(yè)鏈,。  

“我認(rèn)為這種物質(zhì)性原料應(yīng)該更多地用在材料方面,，這樣解決了好幾個(gè)問題，一個(gè)是原料是可再生的，二是做成新材料能產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益讓產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展,?！鄙榻B到。  

打造產(chǎn)業(yè)鏈的第一步是種草,，解決原料問題,。2012年，桑濤來到山西柳林嘗試種植芒草,。芒草原本是生長在南方的植物,。發(fā)達(dá)的根系和高大的地面植株讓它成為了修復(fù)荒山的優(yōu)質(zhì)品種?！拔业缴轿鱽淼?，是這里廣袤的黃土高原，適合大量種植生物質(zhì)作物,?！被哪蛷U棄礦山這樣的邊際土地不適合種糧食，種植高大的芒草既可以防止水土流失,，改良土壤,，又能固碳減排。桑濤更希望看到的是,，長出的植株又可以回收作為生物煉制的原料,，也給當(dāng)?shù)剞r(nóng)民帶來一份收入。  

植物可以做成什么材料呢,？這是桑濤必須回答的問題,，2014年，他開始創(chuàng)業(yè),，從產(chǎn)業(yè)的角度進(jìn)行研發(fā),。經(jīng)過團(tuán)隊(duì)的日夜奮戰(zhàn)，在較短的時(shí)間內(nèi)建成了首條生物質(zhì)煉制中試線,，研發(fā)出低能耗,、無污染的處理方法，成功從秸稈等農(nóng)作物廢棄物中提煉出乳酸和木質(zhì)素等原料產(chǎn)品,，并且在2017年建立了第一個(gè)新材料生物煉制示范工廠,。2018年，桑濤又組建了山西生物質(zhì)新材料產(chǎn)業(yè)研究院,，要解決的核心問題是如何將植物中提取出的原料制作成新材料產(chǎn)品,。  

在研究院的樣品展示區(qū)里，放著一瓶褐色的固體,，這就是從秸稈中提取的木質(zhì)素,。順著這瓶木質(zhì)素往后看,，陳列著羽毛球拍、氧氣瓶,、汽車零件,、無人機(jī)等樣品，這些都是用木質(zhì)素合成的生物樹脂生產(chǎn)的產(chǎn)品,。  

這種生物樹脂韌性強(qiáng),，可與碳纖維結(jié)合形成碳纖維復(fù)合材料，這種材料的硬度是鋼鐵的4到5倍,，重量卻只有鋼鐵的五分之一,。解決了目前市面上常用的環(huán)氧樹脂韌性差的“卡脖子”技術(shù)問題。  

時(shí)間來到2021年,，太原市軌道交通發(fā)展有限公司聯(lián)系到桑濤,，希望將環(huán)保的生物基碳纖維復(fù)合材料用在地鐵的建設(shè)上?！叭绻衍噹?/4的材料用碳纖維復(fù)合材料來取代的話,，整個(gè)車輛就從16噸減輕到12.8噸，效果還是蠻顯著的,?！鄙f。減輕重量也意味著更節(jié)能,。農(nóng)田里的秸稈變成了制造地鐵的材料,，這極大地拓展了生物質(zhì)材料的想象空間。  

我國每年的秸稈產(chǎn)量為8億多噸,，大部分未被有效利用,。除了做成生物樹脂。今年桑濤和團(tuán)隊(duì)做出的新產(chǎn)品,，讓這些農(nóng)業(yè)廢料變成“豐收神器”回到農(nóng)田里,，這就是地膜。  

我國是世界上地膜使用量最多,、覆蓋面積最大的國家，每年要用掉大約145萬噸地膜,，占全球總量的75%,。薄薄的一層塑料膜，能夠增溫,、保濕,、保土、保肥,、防蟲,，使得作物產(chǎn)量增加30%以上,，由此帶來的直接經(jīng)濟(jì)效益，每年高達(dá)1400億元,。農(nóng)用塑料地膜大多為聚乙烯烴類高分子化合物,，在自然環(huán)境條件下不能降解，有統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示,，我國農(nóng)田每年會(huì)新增20萬至30萬噸不能降解的殘留地膜,，使土地板結(jié)、農(nóng)作物減產(chǎn),，破壞農(nóng)田生態(tài)環(huán)境,。  

“從成立這個(gè)研究院開始，我們的一個(gè)重點(diǎn)研究方向,，是如何把秸稈里面提取出來的乳酸做成聚乳酸生物塑料,。”桑濤帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)從秸稈制得的第二件寶貝就是聚乳酸,，聚乳酸做成的生物塑料在6至9個(gè)月的時(shí)間里可以降解成二氧化碳和水,。做成地膜使用，可以解決了石化塑料地膜帶來的白色污染問題,。秸桿變地膜,，這也是世界上首創(chuàng)的生物質(zhì)產(chǎn)品。  

在創(chuàng)業(yè)的第八年,，桑濤把一個(gè)曾經(jīng)主要存在于學(xué)術(shù)論文中的概念,，落地為實(shí)驗(yàn)室、研究院,、原料,、產(chǎn)品和工廠。打造了他當(dāng)初規(guī)劃的生物質(zhì)材料產(chǎn)業(yè)鏈,。  

走到這里,，可以回答之前的疑問。支持桑濤在無數(shù)次失敗中走下去的,，是對產(chǎn)業(yè)前景的信心,，也是不斷鉆研的科學(xué)家精神。作為長期研究植物學(xué)的學(xué)者,，他早就意識(shí)到用生物質(zhì)材料替代不可再生資源的重要性,，和解決環(huán)境污染問題的緊迫性，并且持續(xù)關(guān)注著相關(guān)領(lǐng)域的發(fā)展,。  

“我相信能做的出來,。”回想十年前回國的情況,，他說道,，“現(xiàn)在我有一半以上的時(shí)間,，在山西帶著我們研究院的年輕人做研發(fā)，大家一起看文獻(xiàn),，尋找思路,，討論如何解決我們所面臨的問題。我們做的很多事情都是沒人做過的,，這對年輕的研發(fā)人員是很大的考驗(yàn),，他們沒有經(jīng)歷過這么多失敗?！?nbsp; 

取經(jīng)路上,，一定得有師父。在山西研究院辦公室的墻上,，年輕的工程師們畫上《西游記》里的師徒四人,，并在旁邊寫上項(xiàng)目的目標(biāo)，鼓勵(lì)大家一起前進(jìn),。  

“你別看桑老師是重慶人,，現(xiàn)在他最愛的就是一碗刀削面?！鄙龍F(tuán)隊(duì)的同事說,。  

目前，全世界首個(gè)生物質(zhì)新材料加工廠在太原綜改區(qū)落地,，將在數(shù)月內(nèi)建成投產(chǎn),。  

就像桑濤當(dāng)年帶到黃土高原來的南方芒草一樣，他已經(jīng)在這片土地上扎根,，長出高大的枝葉,。

科學(xué)導(dǎo)報(bào)見習(xí)記者 高歌