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)
乘着“慢火车” 迈进幸福年******
【一线见闻】
光明日报记者 訾谦 光明日报通讯员 于海
又到一年春运时。神州大地上,一列列“复兴号”“和谐号”载满了踏上归途的旅客,飞驰的列车处处洋溢着节日的气息。在陕西,一列开行在秦岭山区、最低票价仅3元的6063次公益“慢火车”,也为沿线居民带来了新春的喜悦。
1月9日清晨,在新疆乌鲁木齐打工的李承仓经过K1538次列车30个小时的路途,终于抵达“中转站”陕西宝鸡站,在这里,他还需要倒一趟6063次“慢火车”,才能到达自己的家乡甘肃宏庆。
李承仓的身边放着一件半人高的拎包,还有一件用床单裹起来的行李。“这里面全是新疆特产!开心果、巴旦木,还有大枣,带回来给孙子尝尝!”
李承仓将要乘坐的6063次列车被誉为“秦岭最美小慢车”,已经开行了65个年头,全程350公里,沿途停靠秦岭深处的32个车站,大部分是乡村小站,车上的乘客有进城卖菜的老乡,也有上下学的孩子们,日常通勤的务工人员,可以说6063次列车就是山里的“铁路公交”。
以往,山里的村民们大多没有收入来源,只能在家种些蔬菜瓜果,养些鸡鸭鱼鹅。对他们来说,6063次列车就是免费货车,所有的蔬菜、水果、家禽,无论多少,都不收一分运费。如今虽然大家都富裕了,但把火车当货车的习惯却延续了下来。
今年58岁的向宝林是6063次“慢火车”的列车长,已在铁路部门工作40余年。据他介绍,临近春节,大家都在备年货,许多老乡刚把特产提上车,就被别的旅客直接买走了,为了方便老乡卖货,他也会把一些卖菜信息通过广播推广出去,列车俨然成了一座“小型菜市场”。
今年中国铁路西安局还为管内担当的七对公益性“慢火车”全部升级为空调列车,6063次“慢火车”也升级了。“升级后,车厢环境更加温暖整洁。”向宝林说。
“慢火车”承载的不仅是乡情,更是公益。如今的高铁时代,像6063次这样的“慢火车”在祖国的偏远地区仍有81对,日均发送旅客超6万人次。不论时代如何变化,铁路人肩上的社会责任和历史使命始终未变,这些“慢火车”将继续为飞速前行的中国社会做好基础保障,让山区人民享受到发展的红利。
《光明日报》( 2023年01月12日 15版)
(文图:赵筱尘 巫邓炎)