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)
在引绰济辽工程地下110米隧洞里收获“新年礼物”******
(新春走基层)在引绰济辽工程地下110米隧洞里收获“新年礼物”
中新网兴安盟1月18日电 题:在引绰济辽工程地下110米隧洞里收获“新年礼物”
作者 张玮 曾令刚 王昊宇
新春的脚步越来越近,在引绰济辽工程地下110米的隧洞里,一线工人们仍在紧张施工,汗水浸透了脸颊……
图为技术员白剑烽乘坐小火车排查隐患。 曾令刚 摄对于他们来说,工程进度每向前推进一点点,都是他们最好的“新年礼物”。
“这不是快过年了,给大伙做了红烧肉、炖小鸡,有4个菜。”上午9时许,在引绰济辽工程项目部的厨房里,负责做午饭的谭丽丽已经忙活起来。
图为测量员赵涛涛巡视掘进机定位系统。 曾令刚 摄11时30分,带上大家的午饭,记者跟随来自山西的技术员白剑烽,乘坐小火车前往隧洞工作区。隧洞里湿气很重,走了不远就感到又潮又冷。
图为铁轨组清理铁轨。 曾令刚 摄“我们坐小火车进去,一般是巡查皮带有没有损坏、排水管路有没有漏水、围岩有没有安全隐患等。”白剑烽向记者介绍道。
引绰济辽工程是国务院确定“十三五”期间分步建设的172项节水供水重大水利工程之一,也是内蒙古自治区迄今为止投资规模最大的水利工程。
为抢抓施工进度,春节期间,引绰济辽工程输水工程隧洞段800余名一线工人留岗作业。
白剑烽说:“我们行进的隧洞就是引绰济辽工程输水线路,绰尔河水要经此而过,整个工程输水线路全长390.26公里。”
隧洞长173.76公里,小火车走了40多分钟,终于到了施工作业区。
掘进机的运行情况靠控制室掌握,来自河北的“90后”小伙儿曹青松每天早晨6点半就会进入隧洞里的控制室。
曹青松告诉记者,控制室是各类装置的心脏和眼睛,关系现场设备的正常运行和操作人员的安全,必须时刻在岗,监督、指挥工程的每一个过程,不能有丝毫疏忽和懈怠。
为了不耽误工程进度,曹青松已经一年多没回家了,“2022年的春节,我就是在项目部度过的。”
虽然挖掘输水隧洞工序多、难度大,但引绰济辽工程隧洞段每天都有新进展。
做好掘进机导向系统、定准方向是工程中的重中之重,来自河南的测量员李黎明常常在不足1米高的施工空间里弯着身子工作,冰冷的地下水打在他身上,一干就是七八个小时。
图为测量员李黎明在搬站内修理导向系统。 曾令刚 摄“我们平时工作的空间基本都是在50厘米左右,需要趴着完成工作,干完活儿衣服都湿透了。”面对自己工作环境的艰苦,李黎明很淡然。
自从2019年引绰济辽工程开工以来,测量员赵涛涛只回过3次河北老家。
“隧道掘进机开工就不能停,想家的时候,就看看媳妇儿的照片。”赵涛涛说,今年过年不能回家也提前和媳妇儿汇报过了,“她很支持我的工作,也挺为我骄傲。”
记者了解到,引绰济辽工程输水工程隧洞段施工五标5—3支洞,预计2023年10月底贯通。
图为工人查看皮带出渣情况。 曾令刚 摄目前,引绰济辽工程输水工程隧洞段累计完成151公里,超过总长度的87%。
引绰济辽工程建成后,可改善绰尔河下游农业灌溉条件,解决受水区生产生活用水问题,对促进内蒙古东部地区经济社会可持续发展和生态环境修复、筑牢北疆生态安全屏障具有十分重大的意义。(完)
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