陈朝吉教授在颁奖现场。图源：楚天都市报

34岁的武汉大学教授陈朝吉入选近日公布的《麻省理工科技评论》2021年“35岁以下科技创新35人”亚太区榜单，他也是武汉地区唯一入选的入选者。鲜为人知的是，他少年辍学，差点成猪肉摊学徒。

与陈朝吉一起引起关注的还有可和钢铁钛合金比肩的“超级木材”，11月1日，长江日报记者来到武汉大学资源与环境科学学院，在陈朝吉教授刚组建的实验室目击普通木材的神奇变化。

木材缘何能强过钢材？

陈朝吉从华中科技大学博士毕业后，到美国马里兰大学胡良兵教授团队从事博士后研究，今年5月回到武汉大学任教。

在一次研发“透明木头”的实验中，团队成员意外发现处理后软化的木头被挤压时会变得十分致密。经过团队一年多的不断深入探索，“超级木材”出现了。

“超级木材”的相关成果于2018年发表在《自然》期刊上，作为团队核心成员的陈朝吉是该成果的共同第一作者之一。

“超级木材”坚固度是普通木材的12倍、韧性是普通木材的10倍，可以和钢铁钛合金比肩，而密度只有钢材的1/6。

“两片木材性能差异很大，白色隔热性更好。”1日中午，陈朝吉在武大资源与环境科学学院实验室向记者举起了两片颜色不同的木材。

色泽较深的木材通过化学处理移除木质素和部分半纤维素，变成了一片洁白木材，“将普通木头移除木质素后，隔热性能会更好。”陈朝吉表示，只需要去除原始木材的部分木质素，再进一步物理热压，即可得到如钢铁般坚硬的“超级木材”。

“超级木材”制作简单，成本也较为低廉。陈朝吉介绍，把木材泡在沸腾的氢氧化钠与亚硫酸钠溶液里，花费一两天时间把木材里的木质素分离出来，让木头变得柔韧，为的是完成下一步的物理压缩的同时不破坏细胞壁结构。这样，高度致密化的“超级木材”就诞生了。

陈朝吉解释，“超级木材”之所以能够这么强这么硬，主要是因为在压缩中木材微观及纳米尺度结构并没有被破坏，原木被压缩到原体积的20%，木材里的绝大部分孔径被压小，甚至消除，木材变得更加致密。最终它的强度跟普通钢材不相上下，而密度只有其1/6。

“超级木材”应用前景广阔

对于“超级木材”的应用前景，陈朝吉介绍：“我们实验发现多种木材都可以制成‘超级木材’，它可以阻挡子弹，也可用在大楼、汽车，甚至飞机上。”

未来人们会坐在用“超级木材”制作成的家具上，居住在用“超级木材”建成的房屋里，甚至可以用“超级木材”制造汽车零部件，部分取代目前昂贵钢材和合金制成的汽车零部件，这样就可以降低汽车重量，从而达到更加省油省电的目的。

“但光有理论成果是不够的，如何把实验室的科研成果转化为实实在在的产品，惠及大众，是广大科研工作者常思考的一个问题。”马里兰大学胡良兵教授带领团队在过去几年也一直在思考这个问题。

很快他们发现“超级木材”的加工瓶颈——无法同时实现高机械强度和良好的成形性，特别是对塑性加工成形性要求较高的具有复杂形状的结构件。陈朝吉举例，家具的脚线及衔接处往往是卯榫在起作用，这无疑降低了木材的天然强度，木制品的损坏往往也是从这些地方开始的。

如何克服普通木材不易被塑性加工的脆性？团队找到了可让木材变得柔韧且可塑性加工的方法——“细胞壁工程”。具体而言，首先部分移除木材的木质素成分使细胞壁变得柔软，并通过蒸发水诱导细胞壁收缩关闭导管和纤维后，用快速“水冲击”重新膨胀木材，选择性地打开导管，木材形成了独特的皱纹细胞壁结构。这种独特的结构使木材能够折叠，还能成型为所需的形状。蒸发移除水分后，3D成型木材最终形成，其强度可比起始木材强6倍，可与铝合金相媲美。

陈朝吉表示，“细胞壁工程”赋予木材类似于塑料和金属的塑性成形加工性，木材可以如同塑料般被加工，可轻易实现3D成型木材，使木材部分代替塑料和金属成为可能。“当用作车辆和飞机的轻质结构材料时，3D成型木材还可以节省大量燃料并带来相应的环境效益。使木材成为结构应用中的潜在替代品。”

今年10月22日，这一新的科研成果作为封面文章发表在《科学》杂志上，陈朝吉是该成果的核心研发成员和共同第一作者之一。短短几年时间，陈朝吉的研究成果多次登上国际顶刊，这也是他此次入选《麻省理工科技评论》“35岁以下科技创新35人”亚太区榜单的重要原因。

陈朝吉教授将原木片和经过漂白处理的木片进行对比。长江日报记者何晓刚 摄

辍学少年的逆袭人生

鲜为人知的是，陈朝吉曾少年辍学，差点成猪肉摊学徒。他又是如何逆袭的呢？

1987年，陈朝吉出生于广东省湛江雷州一户普通农家。为减轻家里负担，陈朝吉上小学时便经常下海捞鱼摸虾。12岁时，小学毕业的陈朝吉因家贫被迫辍学。

辍学在家的陈朝吉农忙时帮助父母干农活，农闲时继续捞鱼摸虾补贴家用。但一到晚上，他便开始自学，尤其喜欢数学和物理，经常挑灯学到半夜。

“家里当时都没有通电，点的是煤油灯。”因为小学时参加华罗庚数学竞赛还拿过奖，陈朝吉用著名数学家华罗庚自学成才的故事自勉。“上学只是获取知识的一种方式，只要想学习，自学也一样。”

在雷州当地，不上学的孩子要么学一门手艺养家，要么去广州、深圳等地打工。陈朝吉的父亲建议他出去闯荡，跟表姐学卖猪肉并以此谋生。

幸运的是，发小的一个建议让事情有了转机——报考镇一中的初三尖子班。陈朝吉抱着重返校园的愿望和决心，停掉白天的农活和出海计划，进入全身心全天候自学的状态。

经过两个多月的高强度自学，最终如愿以偿考取了初三尖子班。“当时考的是语文、英语、数学和物理，最难的是英语，完全零基础。”陈朝吉回忆。

备考时，他用抓螺蟹的钱买了一部随声听，从发小那借来课本和辅导资料，开启了疯狂自学英语模式。当时墙上贴满了记单词的贴纸，晚上也常常是听着录音带入睡。

在武大资源与环境科学学院一间敞亮的办公室里，记者发现陈朝吉的办公桌旁的墙面上也贴满了各种纸片，有工作内容与计划，有备忘录，也有一些简短的想法。“这也是当年在家自学留下的习惯。”陈朝吉笑着说。

回国任教希望培养更多人才

重归校园，陈朝吉非常珍惜来之不易的读书机会，在老师们的教导和与同学们的探讨交流之中如饥似渴地学习。初中毕业，他被湛江二中实验班录取，2006年考入华中科技大学材料学院。

迈入大学后，陈朝吉开始追剧、看小说，迷失于多彩的互联网世界。大学第一学期期末考试，他的成绩在班里排倒数第八。听到辅导员说成绩单会寄回家中时，他才慌了神：“之前日夜苦读的那些努力，换来进入大学的机会，不应就这样荒废。”

恍然醒悟的陈朝吉奋起直追，最终以优异的成绩成为所在专业的3名直博生之一。在多年同学胡培眼中，陈朝吉是个认真踏实、坚韧执着的人，乐于助人不求回报。

今年5月，陈朝吉到武汉大学资源与环境科学学院任教，他希望回国任教可以培养更多人才，为国家可持续发展和“碳中和”尽微薄之力。

虽然有很多学术光环，但陈朝吉认为自己就是一名普通青年教师。“数理方面有点天赋，比较勤劳，但我并不是拼命三郎式的人，我也有业余生活，有家庭也有社交。”

陈朝吉认为，自己能取得一些成果有自身努力的原因，同时也离不开导师的教导、家人背后默默的支持以及好友、同事、同学和学生的帮助与支持。

在他看来，普通大学生成长为科学家并不遥远。只要你热爱所从事的专业，专注并持久坚持学习和实践，自会有所收获。树立目标、坚定信念也是支撑个人持续努力奋斗的动力。

（长江日报首席记者杨佳峰）

【编辑：贺方程】

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