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)
“自找苦吃”促进训练转型******
本报讯段宁、记者周海良报道:寒冬深夜,安徽省某科技公司生产车间灯火通明,青年员工窦兆魁正在加班加点赶工期。他和同事参加民兵无人机分队跨域训练59天,回公司后又马不停蹄投入到新型装备生产。
这一年,从江淮之滨到东南沿海、大漠戈壁,窦兆魁所在民兵无人机侦察分队留下一串串搏击长空的“足迹”。他说:“学习习主席在党的二十大报告中的深情寄语,‘当代中国青年生逢其时,施展才干的舞台无比广阔,实现梦想的前景无比光明’,这让我们备受鼓舞、备感振奋、备提干劲。人生最浪漫的事情莫过于在祖国召唤时,我们正青春。生产线上,我们新时代民兵是骨干;加快无人智能作战力量发展,我们也大有可为、大有作为。”
淮北军分区司令员何志坚告诉记者:“追求极限、砥砺尖兵,正成为民兵自我加压的内动力。”这支民兵新域新质分队组建不到4年,瞄准“飞得更远”“融入更深”“奉献战力”目标创下多项纪录。
去年盛夏,飞控手吴逍然操控的某型长航时固定翼无人机遭遇海上积雨云,在“水帘洞”中穿行20多分钟,受极限气象影响,发动机航速“爆表”,无法降速。返场时,他们大胆选择停车迫降,最终化险为夷。
“成功没有侥幸,只有每一次都力争飞到极限、冲破瓶颈,能力边界才会拓展、思维格局才会升级。”带队干部、某人武部副部长孙欢迎告诉记者,为适应复杂环境,他们把训练场拉到戈壁大漠、深蓝大洋,探寻无人机极限作战效能和保障功能,在一次次“自找苦吃”中实现训练转型升级。
刀在石上磨,兵在险中练。前不久,他们采取“公路+铁路”方式奔赴万里边疆,按照“一个过程”,完成多批静态目标侦察指示和实弹毁伤效果评估任务,受到军兵种部队点赞。通过战法攻关和实兵演训,该民兵无人机侦察分队探索形成了一批规范化成果和可复制经验,并主动发挥新时代“小推车”精神,连续2年承担全省无人机分队骨干区域联训任务。