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)
游泳健将吴鹏退役10年后复出******
美国游泳系列赛诺克斯维尔站的争夺将于当地时间1月11日在田纳西州诺克斯维尔展开。在男子50米和100米蝶泳的报名名单上,赫然出现了一个让泳迷们觉得久违的名字:中国泳坛宿将、15岁就勇夺釜山亚运会三枚金牌的吴鹏。
吴鹏1987年5月出生在浙江杭州,早在2002年参加釜山亚运会时就大放异彩,小小年纪连夺三枚金牌。吴鹏的主攻项目是蝶泳,在本世纪初相当长的一段时间内曾称霸国内泳坛,并作为亚洲该领域内的佼佼者之一,在国际赛场上屡创佳绩,是可以向“飞鱼”菲尔普斯挑战之人。2006年吴鹏获得世界短池游泳锦标赛200米蛙泳金牌,2007年的墨尔本世锦赛,他在男子200米蝶泳决赛中获得第二名,惜败于菲尔普斯,那也是当届世锦赛中国队夺得的唯一一枚银牌(中国队在墨尔本无金牌入账)。2011年,吴鹏在美国举行的两站赛事中都击败了菲尔普斯,分别是在200米蛙泳和200米蝶泳的比拼中,他也成为了中国选手在正式比赛中战胜过菲尔普斯的唯一一人。2013年的巴塞罗那世锦赛上,最后一次代表国家队征战的吴鹏在男子200米蝶泳决赛中拼下一枚铜牌,使自己的世锦赛奖牌总数达到了四块。同年的辽宁全运会,吴鹏在男子200米蝶泳决赛中获得冠军,史无前例地实现了在该项目上的全运会四连冠。
之后吴鹏选择退役,创办了一家体育公司,主要从事培养儿童游泳训练方面的工作。在一些重大的游泳赛事中,吴鹏也受邀担任赛事解说嘉宾,凭借专业而幽默的解说,他深受游泳爱好者的喜爱。同时,吴鹏也没有中断过游泳训练,但退役近十年,将满36周岁的他,竞技状态与在役时已经有了很大差距。此次吴鹏宣布复出参加一站美国游泳系列赛,令人非常敬佩。无论他目前的竞技水平如何,这都需要巨大的勇气和魄力。
昔日队友都对吴鹏表达了钦佩和祝福之情。2009年罗马世锦赛冠军、与吴鹏同龄的男子800米自由泳纪录保持者张琳感慨地说:“看了吴鹏复出的消息,我也赶紧锻炼了一下。”
文/本报记者 刘艾林 供图/视觉中国