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)
山西深化能源革命 保障能源供应******
中新网太原1月12日电 (记者 杨杰英)12日,山西省第十四届人民代表大会第一次会议在太原开幕,代省长金湘军作政府工作报告。
报告指出,山西努力克服疫情影响和煤炭生产满负荷高位运行困难,千方百计挖潜增效,坚持日跟踪、月调度,以日保月、以月保年。在2021年保供16个省区市的基础上,2022年煤炭日均产量达到356万吨,以长协价保供24个省份电煤6.2亿吨。
金湘军表示,在能源供需紧张形势下,山西人民发扬革命老区精神,每天约23万产业工人日夜奋战在井下生产一线,约200万吨煤炭源源不断输送到全国各地,为全国能源保供作出了重要贡献。
过去五年,山西深化能源革命,加快释放煤炭优质产能,推进5G智慧矿山建设,开展煤炭绿色开采试点,煤炭先进产能占比提升至80%,产量达到13亿吨、位居全国第一。电力机组超临界、超超临界比例不断提升,电力市场化改革领跑全国,外送电规模持续扩大。非常规天然气持续增储上产。风光发电装机容量位居全国前列,氢能、地热能、新型储能和能源互联网等加快发展,垣曲、浑源等抽水蓄能电站加快建设,新能源和清洁能源装机达到4900万千瓦、占比40.25%。能耗强度累计下降16%。
报告指出,未来五年,山西煤炭先进产能占比达到95%左右,新能源和清洁能源装机占比达到54%。山西将全力推动能源消费革命、供给革命、技术革命、体制革命和对外合作,加快煤炭和煤电、煤电和新能源、煤炭和煤化工、煤炭产业和数字技术、煤炭产业和降碳技术一体化发展,积极创建全国能源革命综合改革试点先行区。
2023年,山西将加快能源产业绿色低碳转型。在确保安全生产前提下,加快煤炭先进产能释放,力争煤炭产量达到13.65亿吨。做好电煤稳价保供。积极布局先进环保高效煤电机组,稳妥推进煤电项目“上大压小”,完成煤电机组“三改联动”1600万千瓦。(完)
(文图:赵筱尘 巫邓炎)