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)
公共场所要对电子烟说“不”******
在不少禁止吸烟的公共场所,号称“低毒无害”的电子烟成了人们的新宠。半月谈记者调查发现,在许多城市,电子烟仍游走于公共场所禁烟管理的空白地带。多位受访专家表示,电子烟同样会产生“二手烟”,并以更加隐蔽的方式危害着人们的身体健康,需逐步加强管控,不让公共场所禁烟管理“留白”。
多地探索先行
在第五届中国国际进口博览会期间,国家会展中心(上海)出现了新的禁烟标识,志愿者们手持禁烟标识,对在会场中使用电子烟的人进行劝阻。10月28日,《上海市公共场所控制吸烟条例》修订实施,规定将电子烟纳入公共场所禁烟范围。
半月谈记者梳理发现,近年来,部分城市已通过立法等方式明确公共场所禁止使用电子烟。2019年1月1日,杭州出台相关政策文件,成为国内首个把电子烟纳入公共场所禁烟范畴的城市。随后,海南省及深圳市、张家口市等多地也推出升级版“禁烟令”,明确将电子烟纳入公共场所禁烟管理范围。
中国控烟协会副会长姜垣介绍,今年3月,国家烟草专卖局公布《电子烟管理办法》,随后国家市场监督管理总局(国家标准化管理委员会)发布电子烟国家标准。“今年以来,我国多个部门相继出台文件加强对电子烟的管理,为建立电子烟监管体系提供了重要技术支撑。”姜垣说。
从世界范围看,加强电子烟使用管理也正逐渐成为共识。世界卫生组织发布的2021年全球烟草流行情况报告显示,除了完全禁止电子烟的地区,全球79个国家和地区已经采取至少一项措施限制吸食电子烟,包括禁止在公共场所吸电子烟,禁止电子烟的广告和推广、要求在电子烟包装上标注健康警示等。
“我国一些地区已经在电子烟使用管理方面做出了探索,但目前除少数地区将电子烟纳入公共场所禁烟范围外,大部分地区并没有在法律层面规定在公共场所禁用电子烟。”姜垣认为,将电子烟纳入公共场所禁烟管理范围势在必行。
严管电子烟,必要性何在
一段时间以来,电子烟因其宣称的“帮助戒烟”“低毒无害”“无二手烟”等特点成了许多烟民的选择,又因多样的造型让追求新鲜事物的年轻人把使用电子烟当作“潮流”。有年轻人认为,电子烟不含焦油等有害物质,和传统烟草有很大区别,“没必要管这么严”。事实果真如此吗?
天津市疾病预防控制中心非传染病预防控制所行为干预科主任李威提醒,电子烟本质仍是“烟”,其中不但含有尼古丁等成瘾物质,还会和传统烟草一样产生含有有毒有害气体的二手烟,危害身体健康。
“电子烟产品虽然不含焦油,但尼古丁含量不少,并且为了将尼古丁溶解,在烟油中加入了丙二醇和甘油,加热后产生的甲醛、乙醛、丙烯醛等致癌物质,会对人体健康产生不可逆的伤害。”李威说。不仅如此,电子烟的二手烟中还包含传统烟草中没有的铅、铬、镍等重金属物质。电子烟的二手烟是水雾状的气溶胶,“水雾”散得更快,但有害物质不会消失,因此电子烟二手烟的危害隐蔽性更强。
更为严重的是,电子烟成了青少年吸烟的突破口。“相比较传统卷烟,电子烟的外形、味道更容易被年轻人接受。”北京市健康教育协会常务副会长刘秀荣说,一些年轻人本来对香烟不感兴趣,但在公共场所看到身边的同学、朋友使用电子烟,觉得“很酷”,就也加入了吸烟者的队伍。一些青少年通过吸电子烟成了新烟民,原本宣传帮助戒烟的电子烟反而扩大了吸烟者数量。
此外,公共场所禁止使用电子烟,也能进一步降低禁烟执法难度。一位基层监督管理人员表示,在查处一些公共场所吸烟行为时束缚较多,需要提前分辨对方使用的是电子烟还是传统烟草,执法难度较大。
不让禁烟效果打折扣
“控烟条例落地实施让公共场所二手烟暴露率有了明显下降,但值得注意的是,公共场所的电子烟使用率有所上升。”李威介绍,2021年天津公共场所和室内工作场所电子烟使用率较2020年均有明显提升。
“这在一定程度上让禁烟条例的实施效果打了折扣。”姜垣说,要让公共场所禁止使用电子烟的观念深入人心,推动立法是关键。《健康中国行动(2019—2030年)》指出,到2030年,15岁以上人群吸烟率低于20%;全面无烟法规保护的人口比例达到80%及以上。
“健康中国必须是无烟中国。”姜垣建议,各地要对控烟条例进行细化修改,通过立法等方式将电子烟纳入管理范围,逐步在全国范围内实现室内公共场所、室内工作场所和公共交通工具全面禁烟。
“立法先行能有效引导公众舆论。”南开大学周恩来政府管理学院副教授周望说,目前在电子烟使用方面公众认知仍存争论,导致各地在推动电子烟管控方面的步调不一致,“立法能有效解决这一问题”。
刘秀荣认为,今年5月,《电子烟管理办法》正式实施,向未成年人出售电子烟产品的问题得到了有效遏制,将电子烟纳入公共场所禁烟范围,能进一步降低电子烟对青少年群体产生的危害。“相关法律法规需尽快出台,尽可能降低电子烟对青少年的影响,把青少年的第一口烟掐灭。”刘秀荣说。
(半月谈网 半月谈记者:尹思源 郭方达)