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)
河南将迎雨雪强降温天气 局地现寒潮******
郑州市民冬日防寒出行(资料图) 韩章云 摄
中新网郑州1月10日电 (记者韩章云)河南省气象局10日发布消息,据最新气象资料监测分析,预计12日至15日,河南大部分地区将迎来雨雪、大风以及10℃左右的强降温天气,局地将出现寒潮。
气象部门称,河南此次雨雪降温天气是受西南暖湿气流和冷空气共同影响,预计雨雪天气将从1月11日开始。当日,河南西部、南部阴天,局部有小雨,西部高海拔山区有雨夹雪;12日,河南全省大部有小雨;13日,西部、北部小雨或雨夹雪转小雪,其他县市有小到中雨;14日,南部小雨转雨夹雪,其他县市有小到中雪,西部局部大雪。
伴随着雨雪而来的还有大风天气,13日夜里至14日,河南全省偏北风4到5级,阵风7到8级。雨雪、大风齐发力,河南全省大部分地区气温将较前期下降8℃到10℃,局地12℃左右,东部、东南部将出现寒潮。
其中,15日,河南全省大部县市最高气温降至0℃到3℃,西部、西北部降至零下4℃到零下2℃。16至17日,全省最高气温缓慢回升。
气象部门分析,由于前期河南降水偏少、天气干燥,森林火险等级较高,本次雨雪过程有利于降低森林火险等级、增加土壤墒情、改善空气质量。
气象部门提醒,需防范大风、强降温、雨雪等对设施农业、畜牧养殖业大棚、电力带来的不利影响,特别关注雨雪天气及道路结冰对交通的影响,公众需注意防寒保暖,室内取暖谨防一氧化碳中毒。
河南全省各级气象部门将24小时严密监测天气变化,递进式开展影响预报和气象风险预警服务。各地各部门需密切关注属地气象台站发布的最新天气预报、气象灾害预警信号和气象风险提示。(完)
(文图:赵筱尘 巫邓炎)