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)
“热腾腾”的农牧民运动会******
【新春走基层】
光明日报记者 李慧 赵明昊
春节前夕,藏在山坳坳里的新疆呼图壁县雀尔沟镇南山牧村,开启了一场别开生面的运动会。赛马、长跑、押加、拔河、叼羊……赛场上选手激情澎湃,赛场下观众喝彩不断。雀尔沟镇冬季农牧民运动会现场,到处都是热腾腾的模样。
“一比零,换场地!”押加场地上的一声吆喝,吸引了记者的注意。押加也叫背向拔河,不仅考验选手的力气,还考验他们的身体协调性和观察力。挤进层层人群,只见两个身材壮硕的小伙子正互相背对着彼此,一条长粗绳子从他们两腿间穿过后套在颈部。在裁判示意下,两人俯身四肢着地,埋着头蓄势待发。“开始!”口令响起,两人猛地向前方冲去,直到其中一人把绳上的坠条拉过决胜线,比赛才算结束。
另一边,偌大的叼羊场地上,两方人马正策马扬鞭,飞驰在雪地上争夺羊只。他们看似混战一团,内里却暗藏不少门道:有人冲群抢羊,有人掩护卡位,形势时时更迭变换。“摔跤见力气,叼羊见勇气。”哈萨克牧民们淋漓尽致地展现了这句谚语的真谛。赛骑术、比力气、拼智慧,但更重要的是顽强拼搏的精神。
“南山牧村是东道主,实力强劲,不过我们有信心胜过他们,拿到最终的冠军!”刚刚赢得比赛的雀尔沟村叼羊队队长哈那提·卡白纵身下马,头上热气蒸腾。
“为了这次比赛,我们村每半个月就组织训练一次。队员们骑术很强,但叼羊和足球一样,要讲究彼此配合。”哈那提神采奕奕,略带骄傲地说起自己从小便享受纵马飞驰的感觉。“牧民嘛,夏忙冬闲。以前镇上活动少,现在组织了很多传统项目运动会,不仅让孩子们对祖传的技艺兴趣更浓,也让村里的凝聚力和荣誉感变强了。”
赛场周边,雪地摩托、雪圈、骑马、骑骆驼等多种娱乐项目,让闻讯赶来的大批游客大呼“攒劲”。捕捉到商机的各村村民们,纷纷把自家毡房搬过来,或架起炉子烤制喷香的羊肉串,或摆开大锅烹饪特色马肉抓饭,还有不少牧民拿出自家制作的熏马肉、熏马肠,吸引着游客品尝。
“一天收入2000块钱,忙得很嘞!往常卖一头牛才能挣上两千元。”南山牧村村民阿扎尔笑着说。她告诉记者,听闻镇上举办了运动会,村里主动帮她搭建了毡房销售农产品,“家里牲畜不多,能有一份额外收入补贴家用非常不错!”
农闲人不闲,农牧民运动会让各民族文化得到了传承保护和繁荣发展,也让“冰天雪地也是金山银山”落到了实处。“新疆冰雪资源十分丰富,广大群众热爱体育运动,冬季运动不仅深具群众基础和特殊优势,也是激活冬季旅游市场、助力经济高质量发展的重要途径。立足冰雪旅游资源,丰富农牧民群众精神文化生活,乡村振兴动能越来越足。接下来,我们还会举办农牧民春晚和秧歌社火等活动,通过文化旅游融合发展,不断提升各族群众幸福指数。”雀尔沟镇党委委员哈杰提·哈卖提说。
《光明日报》( 2023年01月11日 03版)
(文图:赵筱尘 巫邓炎)