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)
【科普中国繁星追梦】科技工作者的价值,王淦昌用一生践行******
1
王遵明是王淦昌的小女儿
在她看来
父亲王淦昌除了比较忙
与别人的父亲并没有什么不同
父亲出差开会时
就会寄回几张明信片
文字很简单——
都是“你们注意身体、好好学习”
“记得帮妈妈做家务”这样的嘱咐
2
解放后 因国家需要
王淦昌投身两弹研制工作
父亲在家绝不提自己的工作
经常全身是灰 风尘仆仆地回家
穿着破旧衣裳
就像工人一样
第一颗原子弹爆炸试验成功时
他突然提出想出去逛逛
一家人去了趟香山
看看风景和当时的眼镜湖
那时的王淦昌才难得的放松下来
3
“两弹”研制成功后
王淦昌仍继续在科研领域不断探索
作为最早在我国介绍核电站的科学家之一
王淦昌以极大的热忱推动我国核电的建设
为我国核电事业迈出艰难的第一步作出了巨大贡献
为了消除大家对核电的恐惧心理
72岁的王淦昌以一个科学家的远见卓识
主动去中南海讲课
组织展览,发表文章,宣传发展核电的必要性
王淦昌说
“我们能自行设计、制造原子弹,
为什么就不能自行设计、建造核电站?
现代化是不能从国外买来的。”
4
1978年 71岁的他调回北京
任核工业部副部长兼原子能研究所所长
可4年后 他就辞去了职务
只在所里领导一个小组
继续从事激光核聚变研究
理由是:要做科学家 不做科学官
别人可以担任的工作
我何必一直担任下去呢
但是有一项工作我是不会辞掉的
就是科研
谈起科技工作者的价值
王淦昌说,
就是要为国家作出贡献
国家需要什么就做什么
而且必须做出来!
这是他用一生践行的价值观
谨以此片纪念王淦昌院士诞辰115周年
出品人
杨 谷
总监制
宋乐永 侯林
总策划
战钊 宋雅娟
本期编导
金赫
制作
光明网科普事业部
特别鸣谢
中国核学会
联合出品
中国科协科普部 中国科学技术馆 光明网