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)
宁东基地:再造一个宁夏经济总量******
【新春走基层】
元旦,坐标西北。
日长一线,蓝天高远,空气中透着一丝清冷。而在宁夏宁东能源化工基地(以下简称宁东基地),企业车间处处是热火朝天的景象,全力冲刺首季“开门红”。
且不说人勤春来早。自治区赋予宁东“再造一个宁夏经济总量”的宏伟目标,它丝毫不敢怠慢。就在不久前,这里获评2022年全国化工园区高质量发展综合评价第五名,连续5年入围十强。
做好今年经济发展工作,宁东基地党工委副书记、管委会主任陶少华认为必须“三坚持”,即项目是生命线,好企业是本钱,企业家是财富。
以项目为抓手 豪气
往宁东基地最高处望去,那是宁夏派可威生物科技有限公司分离间甲酚和对甲酚的装置。
“二者沸点差很小,常规方法不可能将它们分开,我们在国内首创用尿素法进行分离,能耗低,环境污染小,产品转化率高。”该公司总经理王进世告诉记者。
间甲酚全球需求量是6万吨,我国需求量为1.9万—2万吨,这套装置设计产能1万吨,宁夏派可威生物科技有限公司能产出5500吨。
占地面积1600平方米、高度63.5米的整套装置正在进行保温收尾、单体打压等工序,上料投产指日可待。
以项目为抓手,鼓励企业把小规模装置转化成大生产示范,这是宁东基地开发建设20周年的传统。
刚刚过去的2022年,宁东基地经济运行稳中向好,预计全年地区生产总值达到620亿元,工业总产值接近2000亿元,固定资产投资增长15%以上,工业增加值占自治区的30%,财政总收入达到155亿元。
“要保持发展定力,把经济发展工作的着力点放在实体经济和产业项目上。”在2023年经济发展重大项目推进会上,陶少华郑重强调。
靠技术来发展 硬气
拿起遥控器,只见眼前的玻璃一会儿呈磨砂状,一会儿呈透明状,明暗变化即在瞬间。
宁夏中星显示材料有限公司的这款智能调光玻璃,通电透明,断电雾化,可用于室内空间隔断、博物馆橱窗、银行等处。
“其实就是把液晶膜安装在两层玻璃之间,高温高压加工成夹层玻璃。”该公司技术负责人陈少华说。
铆力关键核心技术,企业实现了智能调光玻璃用液晶材料产品的产业化生产,2021年销售额1.6亿元,2022年至少翻一番。
靠技术取得长足发展,宁夏中星显示材料有限公司是宁东基地的缩影。
“我们始终充分发挥企业创新主体作用,着力打赢关键核心技术攻坚战。”宁东基地科技和信息化局局长易静华表示。
该局全年新立项实施本级科技创新项目34项,争取自治区重点研发计划项目16项,在煤化工、精细化工、新材料、清洁能源等领域攻克一批技术瓶颈。
去年,宁东基地全年登记自治区科技成果36项,较上年翻了两番;完成技术合同成交额2.5亿元,同比增长20%,成绩喜人。
用科技作支撑 提气
走在宁东基地,铁塔林立,管道纵横,厂房俨然,机器轰鸣声不绝于耳。
国能宁煤集团合作开发的高性能甲醇制丙烯工业催化剂替代进口;宝丰能源集团建成全球最大的太阳能电解制氢储能及应用示范项目;宁东瑞华新材料公司研制的特种抗冻防水涂料达到国际水准……
一批新动能的催生,离不开科技持续加码。
易静华给记者摆出几组数字。2022年,宁东基地全年本级财政科技创新支出9433万元,是上年的6.5倍;争取自治区项目经费4100万元,撬动企业研发投入预计突破14亿元,较上年增长25%;预计全社会R&D投入强度达到2.27%,较自治区平均水平高0.69个百分点。
宁东基地蓬勃发展,是宁夏切实把科技创新摆在经济社会发展核心位置的写照。
连日来,自治区党委宣传部举办系列新闻发布会,对党委经济工作会议精神进行解读。
1月4日,宁夏科技厅厅长徐龙在会上表示,自治区第十三次党代会把创新驱动战略作为“五大战略”之首,为优化创新环境、激发全社会创新动力提供了更为坚实的保障。
“科技系统将扎实推进科技创新‘四大工程’,全力抓好‘双百科技支撑行动’,努力为全区经济社会高质量发展提供更有力的科技支撑。”徐龙说。(本报记者 王迎霞)
(文图:赵筱尘 巫邓炎)