徐同廣在觀察材料微觀結構表征。上海煙草集團供圖
個人簡介:
徐同廣,上海煙草集團北京卷煙廠技術中心副主任工程師,多年來致力于降焦減害功能材料開發,曾參與行業卷煙減害技術重大專項等科研攻關。先后獲得中國煙草總公司科技進步獎二等獎等獎勵,出版專著3部,獲授權發明專利11項、實用新型專利7項。
材料,尋常而又不尋常。
說它尋常,是因為材料及其制成品在我們身邊隨處可見;說它不尋常,是因為材料足以改變世界,其研發水平已成為衡量國家經濟社會發展和科技進步的重要標志。
徐同廣的研究對象,就是這平常而又重要的材料。在上海煙草集團有限責任公司北京卷煙廠技術中心工作十余年來,他心系卷煙降焦減害使命,在材料開發與應用之路上不斷前行,有效提升了卷煙產品質量。
投身減害材料研究
材料種類千千萬,從哪里起步研究?
2009年,從清華大學凝聚態物理博士后出站進入北京卷煙廠技術中心,徐同廣面臨研究方向的抉擇。
“降焦減害是行業的重要使命,也是北京卷煙廠一直致力研究的課題。”談及從事減害材料研究的初衷,徐同廣這樣說。彼時,北京卷煙廠在降焦技術研究方面已卓有成效,但同時,一個矛盾也越來越突出:降焦減害的同時,如何有效保持卷煙的感官質量?
為破解這一難題,周駿等科研人員開始探索選擇性減害技術。選擇性減害,核心在于材料開發與應用。“材料人”徐同廣的加入恰逢其時。
當時,技術中心尚不具備材料合成條件,所需材料主要靠購買和委外加工,無論研究還是應用,都很受掣肘。徐同廣進廠后,立即著手設計搭建材料研發平臺,經過一年多的努力,初步實現了從購買現成材料到自主設計合成材料的轉變。
不久后,行業啟動卷煙減害技術重大專項。作為材料研發的主要承擔者,徐同廣一頭扎進專項攻關中。
他的任務是設計能吸附或催化分解煙草特有亞硝胺的材料。其中,合成目標材料是重中之重。
材料的神奇之處,在于結構與性能的關系。晶體類型、原子種類及排列方式、組織結構等,只要其中一項稍有改變,就會影響材料的整體性能。“材料合成實驗中,每一個參數都是一個變量,每次調整都是一次試錯,找到最優方案,要經過成千上萬次試錯。”徐同廣說。
羥基氧化鐵材料的晶相控制,是徐同廣和團隊花費很長時間才邁過去的一個坎。一開始,按照設定實驗方案,總是無法合成目標材料。反應物比例控制、體系PH調節、溫度控制……一個參數一個參數地調整,一遍遍地實驗,經過半年多的努力,團隊終于弄清不同參數與材料晶相的關系,合成了三種目標羥基氧化鐵材料。
在重大專項研究中,徐同廣帶領團隊設計合成了三大類十幾種材料,均表現出較好的選擇性降低煙草特有亞硝胺的能力。目前,部分材料已在卷煙生產中推廣應用。
科技成果的價值在于轉化應用
“從事科技研發,不僅僅是把研究項目做好,更要把研究成果與行業發展、企業發展結合起來,將創新成果更好地融入產品中。”徐同廣認為,科技成果的價值在于轉化應用,這也是他努力的方向。
經過多年攻關,徐同廣和團隊已開發出功能化傳統碳材料、新型碳材料、層狀材料、特異性吸附材料等多個系列功能減害材料。隨著研究的深入推進,他的工作重心也由以實驗室為主的材料評價轉向生產應用。
不同于實驗室的理想環境,卷煙生產線是一個極為復雜的系統。“這個鴻溝沒那么好跨越。”徐同廣拿出做實驗的勁頭,挨個加入實際生產中的條件變量不斷嘗試,終于找到生產線規模放大應用的方法,將科研成果應用到了生產中。
2015年夏,技術中心開始探索系列層狀雙金屬氫氧化物材料的應用。考慮到卷煙紙廠家此前從未接觸過類似材料,徐同廣決定前往廠家現場試驗。
試驗并不順利。按照設定思路,一開始,廠家使用干燥后的材料進行試驗,結果很不理想。徐同廣與廠家技術人員反復討論,頂著近40℃的高溫“釘”在生產線上,摸索加工工藝和參數,調配材料分散體系,一個多星期后,終于找到了材料應用的合適工藝條件。
“辛苦,但值得。”徐同廣說,得益于一次又一次的現場實踐,他們更真切地了解到材料應用的工藝和生產環境,從而能夠從應用的角度更有效地探索材料應用方法。
多年來,基于材料的類型,徐同廣和團隊積極探索減害材料應用方式,實現了材料在卷煙煙絲、濾棒、卷煙紙及煙草薄片中的應用。他們首次將納米材料及生物酶技術應用于再造煙葉生產,實現了降低主流煙氣中NNK釋放量的效果。不僅用于卷煙生產,團隊開發的多種材料在環境保護領域也有很好的應用前景。
修煉卓越“廚藝”
徐同廣喜歡將材料合成比喻成做菜:“我要做一道西紅柿炒雞蛋,這次放了糖不好吃,下次我就會改放鹽或醬油,或兩兩組合放,或三個一起放,直到炒出最好吃的西紅柿炒雞蛋。我每天的工作,就是翻來覆去做不同口味的‘西紅柿炒雞蛋’,直到達到頂級大廚水準。”
修煉出卓越“廚藝”,首要的是耐心。
徐同廣說,從事基礎研究,失敗和挫折是家常便飯,只有耐得住寂寞,認準目標全力以赴,才能取得突破。
“廚藝”中最核心的“火候”,離不開日積月累的努力。徐同廣家、辦公室和實驗室的柜子里,擺滿了材料專業書籍,只要一有空,他就將自己埋在書本里。
“做得多、說得少”,是同事們對徐同廣的一致評價。
技術中心檢測分析師鄭曉曼記得,2018年7月,團隊開展石墨烯及復合材料應用研究,當時按照常規思路實驗,結果一直不理想。在半年多的時間里,他們嘗試了多種方法,都沒有解決問題。沒想到,這個困擾團隊許久的難題,竟在一個周末破解了!原來,徐同廣周末跟家人外出時,受到暑熱熏蒸啟發,想到一個新點子,當即放棄出游,趕回實驗室進行實驗,問題完美解決。
類似的事例不勝枚舉。重大專項研究期間,為找到材料合成及應用的最優條件,徐同廣一直沖在前面,降低同事參與實驗的風險;同事平時有問題向他請教,即便隨意一提,他都會放在心上,全力以赴幫助解決……
“這個稱號提醒我,有很多優秀的人和我一起在這個領域深耕,我不能止步于此,而應更加努力為行業多作貢獻。”談到“最美科技工作者”的榮譽,徐同廣說,降焦減害材料研究是一場拼智力、拼實力和拼耐力的長跑,只有堅定信念,敢于站在科技創新前沿,方能破解更多的難題。
篤行致遠 2024中國煙草行業發展觀察