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 木材科学与工程重点开放性实验室
 实验室名称:木材科学与工程国家林业局重点开放性实验室
 隶属关系:国家林业局
 依托单位:东北林业大学
 批准时间:1995年3月
 联系方式:
      通讯地址:哈尔滨市和兴路26号 东北林业大学材料学院
      邮政编码:150040
      联系电话:刘一星 主 任  82190134(办)  82190134(传真)
               王逢瑚 副主任 82191502(办) 顾继友 副主任 82190635
               沈  隽 秘 书  82191748(办)
               E-mail: shenjunr@mail.hl.cn

    近年来,随着我国森林资源结构的变化和天然林保护工程的实施,优质大径级木材资源越来越少,如何高效利用低质木材资源和采伐、加工剩余物资源以及农作物剩余物资源等生物材料资源,并利用其它废弃物资源开发研制新型的功能化生物材料、新型生物基复合材料,成为生物材料学科共同关注的重要问题。
    1.木材防护原理与技术
    近年来在木材防护和功能性改良方面,主要致力于环保型木材防腐、防虫及防变色保护剂的研制,木材阻燃机理、高效木材阻燃剂的研制及阻燃新技术。其中,以杀灭云杉小黑天牛保护110万公顷过火林木为目标的“大兴安岭过火带虫原木药剂处理技术”、以挽救110余万公顷森林为目标的大面积杀灭落叶松毛虫技术和高寒大兴安岭林区种苗培育和更新人工林技术,使得大兴安岭特大火灾区10年后重披绿装,重建了东北重要产粮区的生态屏障,社会效益和生态效益十分巨大,获黑龙江省重大科技效益奖。在“木材阻燃及防护技术”研究过程中,研究方法主要采用特有的反应控制方法及溶剂循环利用工艺,实现原料定量单向转化,以高产率合成了高纯度的保护剂产品,建立了配套的FRW阻燃剂生产和生物材料阻燃处理技术;在木材阻燃基础理论研究中,突破传统的硼酸阻燃物理机理的局限性,提出了硼酸对木材阻燃作用的化学机理并得到国际学术界的认同,同时,将木材阻燃机理推进到具体反应类型的阐述;初步建立了具有我国特色的木材阻燃理论和技术体系,该领域的关于木材阻燃剂的重要研究成果获得了2001年黑龙江省科学技术一等奖和2003年国家技术发明二等奖。
    2.木质人造板
    采用低质木材等可再生资源与非生物质(高分子聚合物、金属、无机质等)复合,创生新的复合材料,实现木材的高附加值、环境友好性功能开发。我实验室在国内最早开展利用农作物秸秆制造人造板材的,特别在利用亚麻屑、甘蔗渣、蔴秆、豆秸、烟秆、棉秆、稻草和麦草制造人造板材的工艺及其相应的胶粘剂研制方面技术领先,部分成果实现了产业化,所取得的成绩得到国内专家的充分肯定。在复合材料粘接方面,主持完成国家“九五”科技攻关项目,首先对人造板用异氰酸酯树脂胶黏剂进行了系统深入的研究,研制开发了4种木材加工用异氰酸酯树脂胶黏剂和一种水性高效异氰酸酯脱模剂,填补了国内空白。与日本学者合作,进行了脲醛树脂合成条件与其化学构造及其固化机理研究,对低F/U摩尔比树脂的合成方法和生成树脂的化学构造、胶接性能以及游离甲醛释放量的关系进行了深入研究。以国家自然科学基金项目“刨花板制造过程中板内应力释放机理的研究”、“非木人造材机械吸附流变理论的研究”支持,完成了木质刨花板和非木人造材及其胶合系统流变学特性的研究,掌握了机械吸附蠕变在动态湿热条件下产生和发展导致内应力的永久变形加速转化的规律,探索了木质刨花板和非木人造材制造过程中有效释放应力的工艺理论和方法。近年来,学科承担了国家“863”项目“木材/金属复合材料制造技术”、“人工林木材与合成高聚物复合材料制造技术”等课题,开展了利用低质木材或木材加工剩余物与金属、合成高聚物复合,开发研制功能特异、性能优良、高附加值的新型木质复合材料的研究。
    3.生物木材学
    结合木材物理学、木质环境学、生物木材学等方面知识,利用计算机仿真模拟、计算机图像分析、虚拟现实技术、各类生物材料数学模型的建立等方式,研究木材成分、结构、工艺和性能的关系,进行了人工林木材材质、材性的培育措施因子分析及早期预测研究,为人工林的加工利用以及生物木质材料品质-森林培育关系提供科学依据。实验室成员曾率先提出“生物木材学”学术观点,出版该领域第一部专著《生物木材学》,阐述森林培育与木材品质的关系。主持国家“八五”攻关子专题《短周期工业材材质早期预测的研究》,首次综合运用有序聚类分析、计算机视觉技术、模型最优化方法,攻克成熟材和幼龄材的界定、材质早期预测等技术难关,为人工林定向培育和木材高效利用提供了理论依据。该领域研究获省科技进步二等奖和国家科技进步二等奖。
    4.木质环境学
    研究木材对人体调节作用机理,探究生物木质材料—人类—环境之间的关系,从更高层次去认识生物木材这种天然材料的特性,为改善人类居住环境和生活质量等方面提供技术支撑和科学依据。实验室成员曾主持国家自然基金项目“木材的涂饰性与视觉物理量”得到专家的高度评价,近年来学科相继出版三部反映我国木质环境学研究近期重要成果的专著,并承担了国家自然基金学科交叉项目“木质环境对生物体的良性调节作用和机理”、省自然基金项目“住宅人居微环境品质研究”等课题,对木质材料及其住宅微环境对人体心理反应、生理感知特性的调节作用等前沿领域的问题进行了探索。该领域研究获省科技进步二等奖,省自然科学二等奖和首届中国林业科学与技术二等奖。
    5.木质材料化学加工
    木质材料化学加工主要包含木材提取物精细化学品、炭材料、木质资源利用与转化、制浆造纸工程等内容。目前在阿拉伯半乳糖、β谷甾醇等天然药原料研究方面成果显著;在活性炭光再生、制炭新方法,以及生物物质能源转化与利用等方面正在深入研究。在纤维成浆研究方面,丰富了磨浆理论并开发出相应的高效磨浆设备;绿色漂白研究取得了重大进展。
    6.木质材料加工技术与装备
    以加工工艺和木工机械设备为主要研究内容,近年来重点发展木质资源材料干燥理论与新技术、机械加工与表面装饰新技术、开发小径木胶接技术及集成加工技术、开展天然多异性原料制造生物质材料设备适应性的研究(弯曲小径木剥皮去节、小径木削片制材、亚麻屑、棉秆、麦秸、稻草等原料制造生物质材料的设备等);制品CAD/CNC与 AP/VM一体化网络技术研究;数控智能化木质材料实时无损检测设备研究;木质材料加工过程优化设计理论研究;人工重组木产业化开发研究等,为木质材料机械加工提供技术支持。

    实验室近年来出版教材和著作28部,包括4部全国研究生教学用书,2部被指定为面向21世纪国家级重点教材,1部全国农林院校“十五”规划教材,1部获全国普通高等学校优秀教材二等奖;发表论文400余篇,SCl、El 检索论文63篇次,一级期刊论文30余篇;取得专利14项;并获得国家技术发明二等奖、国家科技进步二等奖、国际木材科学与技术学会Marra奖一等奖、何梁何利基金科学与技术进步奖、黑龙江省技术发明一等奖、黑龙江省自然科学二等奖、梁希林业科学技术二等奖、国家精品课、“长江学者奖励计划特聘教授”、“全国优秀博士学位论文”、茅以升教育基金会木材科技专项奖提名奖、黑龙江省青年科技奖、教育部跨世纪人才培养计划等。

    2000年以来,学科共承担各类科研项目107项,其中省部级以上项目90项,项目计划总研究经费达2327万元,包括国家863计划项目3项,国家948计划项目5项,国家自然科学基金项目16项,国家推广项目1项
    实验室重视国际、国内间的交流与合作,建立了与美国林产品实验室、南方林业实验站、Maine大学,日本的京都大学、东京大学,加拿大国家木材与林产品科学研究院,韩国的江原大学等高等院校和研究院所的长期合作交流关系。同时积极发挥“中国林学会木材科学分会”挂靠在本实验室的有利条件,积极组织以学术研讨会为主的各项学术活动、学术会议,已承办2届全国性学术研讨会,并获得“国际木材学会联合会2007年学术研讨会”的承办权,进一步扩大了实验室在国际上的知名度。
    近年来,則元京教授、饭塚堯介教授、J.E.Winandy教授、S.williams教授、冈野健教授、小野扩邦教授、王向明教授、伊东隆夫教授、今村佑嗣教授、川井秀一教授等国际著名科学家先后访问实验室,做重要学术报告或讲座,并与实验室研究人员进行了广泛的交流。李坚教授、刘一星教授、王逢瑚教授、顾继友教授、沈隽博士、刘志明博士、高振华博士、钱学仁博士、王伟宏博士、韩广萍博士、王清文博士、胡英成博士、蔡英春博士等先后受加拿大、美国、法国、日本、韩国等国家邀请前往进行讲学及合作研究,并取得了优秀的工作业绩,受到国外专家的高度赞誉。

    实验室拥有一支学历层次高﹑梯队结构合理、团结互助、富有开拓的学术队伍。在编人员44人,其中教授12名,副教授、副研究员、高级工程师23名;讲师、助教、工程师9名。博士生导师8人,具有硕士以上学位者占在编人数的84%。成员中有国家级突出贡献中青年专家1人,享受国家政府津贴专家6人,何梁何利科学与技术进步奖获得者1人,长江学者奖励计划特聘教授1人,中国科技教育基金会茅以升木材科技研究专项奖提名奖获得者1人,全国百篇优秀博士学位论文获得者2人,还有一批获国家林业局跨世纪人才工程人选、省部级突出贡献专家、省杰出青年基金获得者、省优秀中青年专家、省优秀教师等称号的教学科研人员。有10余人在国内外学术团体中任理事以上的重要职务,重要任职包括国际木材学会联合会(IAWPS)执行理事,中国林学会木材科学分会理事长、副理事长,中国林学会木材工业分会副理事长,教育部林业工程教学指导委员会主任委员,全国木材工业类教学指导委员会副主任委员,全国林产化学加工工程类教学指导委员会副主任委员,国务院学位委员会学科评议组召集人,教育部科学技术委员会学部委员,国家自然科学基金委员会学科评审委员等。

    实验室现有:①木材科学与工程实验中心实验室:5500m2;②木材保护工程化研究中心:120m2;③木质复合材料实验室:1100m2;④现代分析检测中心:800m2。功能细分为:木材学实验室、人造板和胶黏剂实验室、木材化学实验室、林产化工实验室、材料化学实验室、木材干燥实验室、家具与艺术设计实验室等。现有主要仪器设备400余台套,总价值2560万元。先进及大型仪器包括环境扫描电子显微镜、裂解器-气相色谱-傅里叶变换红外光谱仪-红外显微镜联机分析系统、气谱-质谱联用分析仪、锥形量热仪、差示热分析仪、动态热机械分析仪、凝胶液相色谱仪、元素分析仪、紫外老化仪、多通道FFT分析仪、高性能荧光显微镜、30mm双螺杆/45mm单螺杆双阶挤出机组、万能力学试验机、数控加工中心、木材保护剂中试装置、木材处理中试装置、高温烧结炉等。

    

学委会职务

姓? 名

职? 称

专??? 业

单? 位

主  任

李  坚

教授、博导

木材科学与技术

东北林业大学

副主任

张齐生

院士、博导

人造板生产工艺学

南京林业大学

宋湛谦

院士、博导

木质材料化学加工

中国林业科学研究院

委  员

川井秀一

教授、博导

木质复合材料学

日本京都大学

J.E.Winandy

教授、博导

木材保护学

美国林产品实验室

王向明

研究员、博导

木质材料工艺学

加拿大Forintek林产品实验室

叶克林

研究员、博导

木质复合材料学

中国林业科学研究院

赵广杰

教授、博导

木材科学与技术

北京林业大学

黄晓山

研究员、博导

木质材料工艺学

中国木材标准化委员会

张宏建

教授、博导

木质复合材料学

西南林学院

吕健雄

研究员、博导

木质材料科学

中国林业科学研究院

李大纲

教授、博导

木材复合材料学

北京林业大学

刘? 元

教授、博导

木材科学与技术

中南林业科技大学

王逢瑚

教授、博导

木质材料工艺学

东北林业大学

顾继友

教授、博导

木质高分子材料

东北林业大学

方桂珍

教授、博导

木质材料化学加工

东北林业大学

刘一星

教授、博导

木质材料环境学

东北林业大学

      实验室主任:刘一星
      副主任:王逢瑚 ?顾继友
      秘书:沈隽 
 

 
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