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)
【我们这十年@坐标中国】“逆行”重器中流击水,创造救援速度奇迹******
中新网北京10月12日电题:“逆行”重器中流击水,创造救援速度奇迹
记者 左宇坤
以精锐之“能”,护百姓之“安”,每一次极速救援,都是一场全力以赴,是承诺更是本色。
降水量创纪录、多地洪涝、堤坝溃口……今年夏天,暴雨不断的辽宁牵动无数人的心。
洪水来袭,绕阳河突发溃口。中国安能集团(应急管理部自然灾害工程应急救援中心)分别从北京、唐山、武汉、成都等多个方向调集专业救援力量250余人,调度280余台套装备,执行堤防溃口封堵任务。
“成功合龙!”经过6天鏖战,伴随着现场的欢呼声,终于迎来了胜利时刻。
向险而行,决战绕阳河
今年入汛以来,辽宁全省迎来了多轮强降雨天气,盘锦市的降雨量也比往年偏多7成,绕阳河盘锦段更是出现了有水文记录以来的最大洪水。
8月1日,绕阳河左岸曙四联段一处堤坝出现严重透水导致溃口,宽度一度扩展到51.7米。奔流的河水迅速倒灌,盘锦市紧急启动了防汛一级预警。
当地居民还记得,被洪水侵蚀过的沥青路面成片掀起,有的路段已经塌落,洪水几乎没过农户房子的屋顶。
危难之时,一场惊心动魄的溃口封堵战打响。
狭窄的堤坝上,硬实力与新科技集结:推土机、挖掘机、自卸车等重型工程救援装备有序作业,倾倒石料并推平压实;全站仪、多波束无人侦测船、测流无人机组成“海陆空”组合,对溃口口门宽度、溃口水位高程、溃口附近堤坝变形情况、河底冲刷数据进行动态监控。
“以多波束无人侦测船为例,它就像三维彩超一样,能清晰地看到水下的溃口情况,绘制溃口处水下情况图,为专家组制定封堵方案提供第一手准确动态数据。”参加盘锦绕阳河溃口封堵的中国安能集团安全总监王永平介绍。
20米、13米、6米……在千万网友的关注下,经过不分昼夜的连续作业,溃口距离一点点缩小。终于在6日,被洪水冲开100多个小时的河堤完全合龙,溃口南北两侧的抢修人员握手相遇,摇旗欢呼。
辽宁盘锦绕阳河堤坝溃口封堵现场。 中国安能集团 供图装备更新,十年大不同
争分夺秒救人,全力以赴抢险。在工程救援领域,场场都是大仗、硬仗。
干旱、洪涝、滑坡、泥石流、地震……在触目惊心的自然灾害面前,人类显得特别渺小。后续的自然灾害工程救援过程中,也常常伴随着通信中断、滑坡、泥石流挡路,巨石挡道等各种复杂情况。
天灾无情,但中国救援队伍却从未向大自然的力量低头。持续加大关键技术攻关和关键装备研发力度,提高专业化技术装备水平和防灾减灾救灾能力,只是为了让救援的速度快一些、再快一些。
2008年汶川地震,救援队伍使用短波电台传出震中消息,这种电台需要专人操作,远距离通信还得架设地面天线;如今,救援队伍用上了天通卫星电话,小巧方便,全天候待机,随时向指挥所报告最新动态。
准确收集掌握险情信息是科学指挥决策的关键。以前,救援队伍依赖纸质地图进行灾情侦测;如今,有了“天地水”三位一体侦测设备,前方第一时间对灾区进行三维数字建模,利用通信装备回传到后方指挥所,实时指挥。
从人工装填沙袋,到砂石自动装袋机;从冒着生命危险驾驶装备开辟生命通道,到无人遥控挖掘机;从笨重的工程作业机械,到多功能、轻便化的应急救援装备……科技抢险利器的广泛应用,让救援队伍如虎添翼。
“研制这些装备,既是为了不断提升抢险救援能力,完成以往不可能处置的险情,也能够对人力进行补充,完成以往需要花费更多人力、时间才能完成的救援工作,更好提升抢险救援质效。”中国安能集团总工程师张利荣说。
救援现场。 中国安能集团 供图科技赋能,救援提质效
2021年7月,河南省新乡市中北部遭受大暴雨、特大暴雨。洪水没过了庄稼和低矮的房屋,上千名群众被困在屋顶等处等待救援。怎样才能把他们快速安全地转移出来?
八方而来的救援队伍中,被誉为“救援航母”的动力舟桥位列其中。传统搜救过程里,一艘冲锋舟只能坐5-6人,如果水里有各种杂物,还经常会被搅进螺旋桨里。
由河中舟及岸边舟组装拼接而成的动力舟桥,则可快速架设成各种形式的浮式结构,能够适应3.5米/秒的流速,抵抗较大流速的水流冲击。最多可运载500人或70吨级重型装备和车辆,集浮桥、渡运于一体,有效解决了涉水抢险难题。
风雨中架起“生命之舟”。经过近4个小时的持续救援,动力舟桥分7个批次,将1400余名被困群众全部成功转移。
暴雨袭城,城市中大量积水形成内涝同样会对生产生活产生巨大影响。大功率排水抢险车,便适用于城市道路、公路隧道、无电源地区排水及消防应急供水防洪抢险。
垂直式大功率排水抢险车排水扬程高度可达22米,相当于能把水喷到7层居民楼房的高度;“吸水能力”最为强悍的5000型大功率排水抢险车一小时能排5000方积水,可以迅速用于城市内涝积水清理。
风雨之中,危难之处,总有一抹橙色的光,向险而行、不辱使命。以愈发先进的科技装备,以大幅提升的救援效率,以源远流长的团结精神,中国人打造出独一无二的中国救援速度。(完)
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