竹子“变身”高透光电磁屏蔽材料******
竹材是一种常见的生物质材料,具有可持续性、生长速度快、资源丰富等优点,被广泛用于家具制造及家居装饰用材领域。但是,你见过透光竹材吗?它不仅透光还可以隔热、保温、屏蔽电磁,这样神奇的材料是怎么制成的呢?
近日,南京林业大学家居与工业设计学院吴燕教授领衔的课题组,通过一种简单高效的处理方式,将竹材转化为具有良好光学性能的透光原竹和透明竹片,同时保留了原竹天然形状和纤维素骨架结构。日前,相关研究论文发表于国际期刊《纳微快报》。
科技创新将竹材利用最大化,竹材逐渐作为木材、塑料、钢筋等材料的替代品被开发利用,形成了重组竹、竹编工艺品、竹纤维制品、竹碳制品等100多个系列上万个品种,竹材产品已经覆盖生产生活的各个领域。我国是世界竹材产品生产、贸易第一大国,2020年,全国竹产业产值近3200亿元。
随着人们对家居环境个性化装饰需求的日益增多,将竹材等环保材料转化为新型材料的研究越来越多,吴燕课题组的研究便是其中之一。
论文第一作者王晶介绍,透光竹材的制备主要分为两个步骤,第一步是去除发色基团,第二步是浸渍折射率与竹纤维素模板相同的聚合物。
由于竹材的孔隙率较低,竹材去除木质素和浸渍聚合物的时间比巴沙木、杨木等密度较小的木材要长,因此制备具有一定厚度的透光竹材是一项挑战。
该课题组选取5年生毛竹为原材料,将去青后的原竹浸泡在过氧化氢和乙酸混合溶液中,再利用简单的化学预处理脱除原竹中的木质素,木质素的去除会导致更多孔隙出现,有利于下一步的填充过程。最后向竹纤维素模板中填充折射率指数与其相匹配的树脂,再经过快速固化工艺,一款具有优异光学传输性能、抗拉伸性能、表面装饰性和美学价值的透光竹材便应运而生了。与其他不同聚合物浸渍方法制备的生物质透明样品相比,透光原竹固化时间非常短,因此显示出显著的快速制备加工潜力。
“此类将原竹直接加工成竹纤维素模板再合成透明材料的方法,将大大减少前期原料机械加工和后期原料成型的步骤,不仅减少了能耗,也减少石化资源的浪费。”吴燕说。同时,这个方法还可以用于处理其他高密度、低孔隙率的生物质材料。
据介绍,透光竹材的壁厚可达6.23毫米,透光率约60%,照度为1000勒克斯,吸水质量变化率小于4%,纵向抗拉强度达到46.40兆帕,表面性能为80.2HD(布氏硬度计测试出来的硬度单位)。
吴燕教授领衔的课题组将透光原竹与透明竹片、电磁屏蔽膜组成一款复合器件,整体结构类似于常见的蜂窝板,其中透光原竹充当核心骨架、透明竹片为面板、锡掺杂氧化铟薄膜为功能层。
经过研究发现,这款复合器件可表现出显著的隔热、保温性能以及电磁屏蔽性能,在家居与建筑装饰材料领域具有广阔前景。(记者 张 晔 通讯员 方彦蘅 姚会春)
二十大代表风采丨马玉山:用责任心拧紧“大国重器”******
中新网银川10月10日电 题:马玉山:用责任心拧紧“大国重器”
中新网记者 杨迪
奋战在国家装备制造工程一线,带领企业从低谷中“浴火重生”,改变进口阀“卡脖子”状况……近日接受中新网记者电话采访时,中国工程院院士,吴忠仪表有限责任公司党委书记、董事长马玉山直言,是责任心与使命感让他在困难中一直坚持下去,为自动控制装备国产化贡献力量。
1991年,马玉山从吉林大学毕业,分配到宁夏吴忠仪表厂,成为一名车间见习工人。彼时,大学生可谓“天之骄子”,毕业后在西北的一家小企业做工人,马玉山坦言,起初自己心里有点“不太平衡”:“那时,和我同期的毕业生大多都分配到了东南沿海地区的大厂,而我却来到了西北地区。”
但马玉山并未就此自怨自艾,他很快调整心态,开始从“底层”干起。在工作之余加班学习,主动向他人请教……凭借不懈的努力,马玉山快速成长,于2001年成为吴忠仪表的总工程师。
但此时,马玉山所在的企业却遭遇危机。20世纪九十年代初,吴忠仪表厂遭遇转型阵痛,在最低谷的时期,企业入不敷出,职工工资都难以发放,人员大量流失,面临倒闭风险。
马玉山并未选择逃离。“当时就是一种不服输的责任心让我坚持着,想把企业‘救活’。”为此,马玉山采取了开源节流、智能化管理、拓展产品销售渠道、安抚员工等多种措施。同时,宁夏各级党委和政府也为吴忠仪表厂“雪中送炭”,在多个重大装备国产化项目中“穿针引线”,为企业提供工程项目、政策扶持和资金补贴,帮助企业平稳度过转型期的阵痛。
马玉山(中)在工作中。 受访者 供图2010年,吴忠仪表厂改制吴忠仪表有限责任公司,彼时,国产阀价低质劣,国产装备用的高端阀被进口阀所垄断。“我是做产品设计出身的,我也清楚,只有做高端阀,企业才有出路,才能解决进口阀‘卡脖子’的问题。”马玉山就此萌发了自主制造高端阀的念头。
于是,马玉山带领团队,一步步在制造高端阀的路上攻坚克难。“在研发过程中,我们也经常失败,这时就及时总结经验来完善。”马玉山说。
“尤其是在煤化工领域,我们取得了突破。”马玉山介绍,大量煤化工所需的控制阀产品都需要耐高温高压和强腐蚀,国外产品也难以满足。他所在的团队经过攻坚,在该领域实现了突破:2013年,投资500亿元的全球单套规模最大煤制油项目在宁夏启动,马玉山团队负责研发该项目的控制阀。凭借着整个团队的努力,吴忠仪表取得了440多项发明和实用新型专利,解决了制约流程工业自动控制装备国产化中众多“卡脖子”项目。
此外,马玉山还积极为西部地区的工业人才培养贡献力量。“我们通过高薪聘请顶尖人才,并以‘师傅带徒弟’的形式培养宁夏本地人才,形成了一座完整的人才‘金字塔’。”马玉山说,未来,他的团队希望在低温领域、海洋工程、航空航天等的关键基础零部件领域去拓展,为“大国重器”的智能制造做出自己的贡献。(完)
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