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【博士国家奖学金获得者15】张若冰:始于实验室一直在路上

发布者:吴紫琴 陈雅雯 编辑:陈孖川 发布时间:2023-01-15 浏览次数:


通讯员吴紫琴 陈雅雯

  “科研的目的是服务于现实的问题。”张若冰,js官网资环学院矿冶环境工程博士研究生,博士期间发表SCI论文9篇,js官网2022年博士研究生国家奖学金获得者。

  博士在读期间,他不仅受邀作为Journal of Cleaner Production和Construction and Building Material等国际期刊特约审稿人,还参与科技工程转化实践生产示范线建设,多次扎根企业生产现场进行现场科技技术服务,解决企业生产技术难题。

从被动到主动 在实验后醍醐灌顶

  张若冰在大学本科时选择要攻读研究生学位,仅仅是为了延缓就业,在进入js官网资环学院张一敏教授的课题组前,他也只是想拿到研究生毕业证。初入工作室,他只是照着老师的人物安排做事。早八到达工作室打卡,随后坐在工位上读些与研究方向的文献,到点便休息娱乐,去打篮球。“其实一开始感觉每天挺无所事事的,但后来一个实验改变了我。”

  研一冬天,张若冰看完一篇关于固废碱激发资源化利用的国外文献后,便去实验室做模拟实验。前期实验得到的数据和文献相吻合,但在他开始搅拌碱激发材料的溶液时,溶液便开始凝固,不到一分钟的时间,溶液便完全凝固结块。张若冰看着文献大相庭径的实验结果立马皱起了眉头,为什么会出现闪凝的现象?为什么实验结果与文献结果相悖?他知道,如果材料在当时的环境下迅速结块的话,那这种材料肯定无法投入我国在实际工程中使用,于是他带着疑惑去和课题组的师兄师姐讨论。

  “师兄师姐们的知识储量让我为之一振,很多问题他们看一眼就能指出。”张若冰说道。他在师兄师姐的交流中不断地深入研究,最后在当时的指导老师万骞教授帮助下,他找出了溶液闪凝的原因。从那起,张若冰发现不是所有的文献结论都适用于我国,他也找到了自己今后科研的目标:结合国情,研发出适用于我们国家需求的材料。

  从觉得无所事事到早八晚十都呆在工作室研究,过于专注时甚至会忘了时间待到十一点。终于在今年,他自信地在全国战略金属资源绿色利用与新材料大会暨高峰论坛分会上做出了适用于我国的高铝基废FCC催化剂耦  合钢渣制备碱激发胶凝材料研究的报告。

心中永葆严谨 在检测中一丝不苟

  “导师张一敏对待任何事情的严谨,潜移默化地影响着我,这份严谨是我科研中的珍宝。”张若冰感慨道。去年冬季,团队导师张一敏教授想助力省内开发钒矿资源。包括张若冰在内的勘察小组跟随着导师前往宜昌长阳进行实地考察。

  当地工厂厂长向他们介绍,当地的钒矿品质优良,资源也丰富,希望能够利用学校的技术帮助工厂继续进行矿物开发。但张一敏教授一直坚持:钒矿品质好不好,只有亲自验过才知道。于是一行人拒绝了工厂提供样本的方式,选择亲自下矿采集样品,二话不说地跟随着张一敏教授走下进入长达近两公里的矿洞。

  矿洞低矮逼仄,最狭窄的时候一个人通过都比较吃力,他们一个接着一个,躬身在洞里寻找符合标准的钒矿做样本,最后几十斤的代表性矿样品被团队带回实验室亲自检测成分是否符合预期。

  受导师影响,他也将这份严谨带入了自己的科研生活中。在碱激发胶凝材料检测时,为保证每次做出来的曲线精确,不受磁性物质的干扰,他必须把样品粉末中的磁性物质都清除掉。样本中磁性物质的清除是一件费时费力的慢工活。他泡在实验室中,将铷磁铁放在拥有样品粉末的乙醇溶液里,用磁力搅拌器充分搅拌溶液。随后将磁铁拿出,擦除吸附的磁性物质,紧接着继续搅拌。周而复始这项“慢手工活”直至样品中的磁性物质被彻底清除。

  当时正值冬天,温度低很低,再加上酒精沾在手上容易挥发带走热量。做完一个样品他的手就已经开始哆嗦,一天中做完三个样品后,手已经冻的通红。“心中一直有实验结果必须精确的声音,能得到准确的曲线便是好的。”张若冰说道。

山中也有乐趣 在驻扎中解决技术问题

  如果将张若冰的博士生活划成三个部分,科研、下矿占两个部分,那么另外一个部分便是去企业驻扎,帮助企业解决技术难题。每年暑假,张若冰所在的课题组会在老师的带领下组成技术小组,驻扎在各个企业。

  去年暑假,张若冰所在的技术小组去往陕西省商洛市山阳县的一个山区企业驻扎。与一般企业不同,该企业的厂房车间在山上,而技术小组的宿舍在山下,每天去车间调修设备时和做问题的解决方案时,都需要跨越上下的山路。本是需要克服的险阻,却被他们踏成了一条充满笑语的道路。夏天的野果生的正好,他们便在路上采果子尝一口甜,野核桃成为他们的最爱。偶见一些新奇的动植物,便迅速拿出手机定格当时的风景。

  在驻扎期间,张若冰和小组同门的日常工作便是深入车间,理论联系实际地解决车间员工反馈的各种现实问题。“我们车间总是会因为管道堵塞而不得不中断生产,大家把沉淀解决了才会恢复生产。能不能找个解决方法把这个问题解决掉?”无独有偶,该车间的反馈正是张若冰所在的小组在实验室模拟时推算出的问题。在一次推算中,他们发现,工厂生产的第一道工艺和第二道工艺所需的PH条件不同。为了调节PH,工厂一般都会加入石灰等调节,而这些物质又会与高浓度硫酸反应生成管道沉淀,这样的调节方法不仅会造成化学试剂的浪费,也会导致管道堵塞。

  有没有一种方法既能解决管道堵塞又能解决化学试剂浪费的问题呢?张若冰和同门讨论后,带着疑惑去查阅资料,进行实验推算,最后和带队老师一起找出了可循环的调节方法。“不仅要在实验室的电脑前去工作,更要用于实际运用,把论文写在大地上。我们研究的理论终究是要用于实际生产中,我很乐意做好技术服务。”张若冰如是说。

  谈及未来的打算时,张若冰分享道:“如今我能解决的问题仍是少数,还有无数问题产生的原因都是我还没有发现的,今后仍然想去发现、耕耘,最后走到服务中。”从理论中来,到实践中去,张若冰不断地在他的领域探索着……


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