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)
农村沼气安全生产系列动画(三)沼气检修要规范,按章操作防风险******
编者按:
为及时摸清农村沼气设施“家底”,加大对农村沼气生产的安全隐患排查力度,农业农村部科技教育司、农业农村部人力资源开发中心、中国农学会策划制作《农村沼气安全生产系列动画》,包括户用沼气安全篇、废弃沼气池安全处置篇和沼气工程安全篇。将模拟多种场景,解读沼气安全生产、使用及处置方法,提高农民的安全意识,消除安全隐患。
沼气工程中,因种种不规范操作,容易出现安全隐患。如何设置安全提示,科学规避沼气工程使用风险?贮气柜气密性,应每年检查一次;输送管路,要经常检查是否有漏气漏水和堵塞现象,发现问题及时维修更换;各种闸阀、汽水分离器、正负压保护器、脱硫塔罐、相关护栏、爬梯、管道、支架、盖板,要定期检查和维护保养。
维修保养时,首先要清理发酵罐内的发酵原料,防止维修过程中产生沼气;放料时要打开发酵罐顶部盖板,不能让发酵罐产生负压。
总 监 制
付长亮 包书政
总 策 划
廖丹凤 战 钊
编 导
张 楠 王长海 武玥彤 谢 芸 赵清建 张 蕃
专家指导
邢可霞 徐文勇 罗 娟 潘君廷 叶炳南
出 品
农业农村部科技教育司
农业农村部人力资源开发中心
中国农学会
(文图:赵筱尘 巫邓炎)