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45年前，她还是一名小学三年级的学生。那年春天，新中国成立以来首次召开的全国科学大会，被称为“科学的春天”到来的标志。也就是从那时起，一粒梦想的种子深深地埋藏在她的心间——成为一名科学家。

45年后，这位曾经的小学生，已经成为我国木材力学与木结构工程研究领域的学术带头人，获授权国家发明专利18项，实用新型专利10项，并先后主持国家“十五”“十一五”“十二五”科技支撑计划课题、“十三五”“十四五”国家重点研发计划课题、国家自然基金、林业公益性行业科研专项、国家标准项目等20余项课题研究。其研究成果获得国家科技进步奖一等奖1项，梁希林业科技进步奖一等奖1项、二等奖2项，中国林业青年科技奖1项，北京市科学技术奖二等奖1项。突出的工作业绩，让她获得“全国巾帼建功标兵”“中央国家机关优秀青年”等多项殊荣，并入选国家林草局“百千万人才工程”。

她，就是中国林业科学研究院木材工业研究所首席专家、木材力学与木结构研究室主任任海青。

机缘巧合走上木材力学与木结构研究方向

任海青1986年考入安徽农业大学茶叶系机械制茶专业，毕业后考入安徽农业大学林学系，成为一名硕士研究生，专业是木材科学与技术，1993年7月毕业留校任教。1996年，想要继续深造的她开始攻读中国林业科学研究院博士研究生，3年后，她来到木材工业研究所工作。2009年，木工所成立木材力学与木结构研究室，她担任室主任。

“从进入大学的第一天起，我就下定决心必须考研究生。大学4年我从未放松过学习，老师和同学对我的评价是，从来没见过这么爱学习的学生。”任海青告诉记者，1990年毕业时，所有大学应届毕业生都必须下基层，硕士研究生招生取消全国统一入学考试，招生名额也大幅削减。“虽然在安徽农业大学自行组织的考试中，我名列前茅，但遗憾的是茶叶系那一年没有招生名额，当时我也可以调剂到其他学校，但林学系的江泽慧老师根据我的成绩，找到我，表示愿意接收我。她还帮我分析，我的本科专业是机械制茶，偏工科，林学系的木材科学与技术专业是工学硕士学位，有很多研究方向与力学和机械有关。如果攻读研究生，我可以在木材力学方向做一些研究。就这样，我转入林学系开始学习，在江老师的带领下，最后走上木材力学与木结构的研究方向。”

任海青（前）在进行木材力学性能试验   任海青供图

将人工林木材应用于现代建筑结构加快“双碳”目标实现

20多年来，在木结构工程方面，任海青及团队不仅突破了国产结构用材特征值基于无疵小试样推测方法的局限，改变了我国无等级化规格材的历史，并创立了我国首个结构用锯材的足尺测试数据库。建立了结构用木质材料力学性能的最小抽样试样数、特征值和设计值的归一化计算公式，填补了结构用木质材料现代基础理论的空白。

“木材是传统的建筑材料，原来《木结构设计规范》（2003年版本之前的所有版本）里面采用的树种和设计指标，都是来自我们林科院老一辈科学家的研究成果，设计指标的确定是基于无疵小试样的测试结果。但是现代木结构的设计理念发生了变化，需要足尺试样的测试结果，并进行理论推导得到新的设计指标，因此需要重新制定实验方案，建设新的实验室，购买足尺实验机。”任海青说，从2009年研究室成立开始，他们就着手此事，在所里的支持下，翻修实验厂房，重建地基（满足50吨的抗拔力），购买设备，选派青年科技人员出国交流学习……“一步一个脚印走过来，从开始的默默无闻，到现在全国知名的木结构研究团队，我们逐渐得到了大家的认可。目前，我们确定的人工林木竹材的强度设计指标，已经被住建部的权威规范《木结构设计标准》和《木结构通用规范》全部采用。木竹材作为一种绿色可持续的生物质材料，其高韧性、高强重比以及高抗冲击性在很多无机材料的应用领域大有作为，我们运用复合材料学、结构动力学、数理统计和数字仿真等多学科交叉方法，取得了很好的研究成果。这表明人工林木材完全可以应用到现代建筑结构，以及其他工程结构中，而不仅仅局限于家具装修领域，打破了现代木结构只能进口国外木材的困境。”

任海青告诉记者，他们还采用双层保温系统和双向式骨架交错技术创新，设计制造具有节能、隔声等多种功能的木结构预制复合墙体，总结出一套适合我国木结构房屋性能评价技术与指标体系，研发木基结构板材足尺均布载荷、集中载荷和冲击载荷测试机，建立了墙体构件稳态传热性质测试平台，创建了正交胶合木（CLT）承载性能的高精度评价技术体系，提出了CLT的炭化速率模型，实现了CLT耐火性能的精准评价，解决了CLT芯板滚动剪切强度低的技术难题，实现了不同尺寸CLT抗压强度快速精准换算，解决了CLT受压稳定承载力预测精度低的技术难题。

“目前，这些成果已被应用于北京冬奥会国家雪车雪橇中心、山东鼎驰木业研发中心、应县木塔、天津智慧山山丘广场等近70余项国家重点建筑工程，为林业行业解决碳的长期有效储存提供了新路径，显著提升了国产人工林的附加值，对于加快‘双碳’目标的实现，具有重要理论和应用推广价值。”任海青说。

任海青在检查胶合木的表面平整度和指接位置     任海青供图

为林木定向培育提供理论依据

在林木培育技术方面，任海青带领团队也进行了突破性尝试。

“我们以木材性质研究为桥梁，既联系木材的加工利用，又兼顾林木培育技术，主要体现在两个方面。”任海青说，一是通过木材性质与加工利用关系的研究，探明木材性质对木材加工利用影响的规律，揭示木材性质与木材加工利用关系的原理，从而为研究木材最佳利用途径、最佳加工工艺，做到适材适用、材尽其用，提高木材利用率，达到高效利用新技术提供理论依据和技术基础。二是木材性质又与树木的遗传结构、立地条件和栽培措施密切相关。通过木材性质与营林培育关系的研究，深入探明这种规律和原理，揭示不同的树种，在不同的立地条件下，采用不同的栽培措施培育出来的木材的解剖学特性、化学特性、物理力学特性和生物学特性的变异规律，为实现林木定向培育，研究良种选育新技术和集约栽培新技术提供科学依据。“我发现生长速度对幼龄材密度和力学性质影响较小，但对成熟材力学性质影响较大的规律，揭示了立地条件、种植密度和树龄对人工林木/竹材基本材性参数的影响机理，提出胸高直径处的木材密度可以较准确地预测木材力学性质。同时，构建了主要人工林木材力学指标数据库校正和预测模型，利用该模型可以实现活立木力学性质的快速预测。基于早晚材密度建立的无疵小试样弹性模量计算模型和顺纹抗拉强度预测模型，以及指接材顺纹抗拉强度预测模型，突破了木材材性预测依靠大量统计数据的局限，物理意义明确，可推广至所有树种，为林木定向培育提供了理论依据。”

从事木材力学和木结构工程研究工作的24年来，任海青深刻地体会到，做科研工作，不仅要把心静下来、沉下去，还要有一股深挖到底的决心，真正将研究做实做透。对于未来的发展，任海青有着自己的设想：“我国木/竹人工林分布和蓄积量都是世界第一，其中杉木、马尾松、泡桐、毛竹、慈竹等木竹材，其高值化利用还存在短板。今后，我首先要进行木竹结构材料相关基础材料性能研究，从多尺度，不同水平研究木竹结构材料的微观力学、宏观力学以及足尺力学性质间的相关性，对工程木竹产品的单元胶合机理、耐候耐久和耐火性能机理等方面进行系统研究。其次，深化高性能木竹结构材料和工程木竹产品制备关键技术的研究，研发强度可设计，高稳定性的新型结构用木质产品，实现国产人工林附加值巨大提升（3-10倍），从而引领结构用木竹材料利用的新发展方向。”

来源：中国绿色时报副刊

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