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)
两股冷空气“接力” 东北局地最低温或破同期极值******
中国天气网讯 今明两天(1月18日至19日),全国大部地区气温仍以回升为主,最高气温10℃线将北抬至河南北部到安徽北部一线。不过,冷空气也即将再度活跃,19日至20日和22日至24日两股冷空气接踵而至,东北地区北部局地最低气温将接近或突破历史同期极值,公众请注意防寒保暖。
两股冷空气接踵而至 东北部分地区最低温或跌破同期极值
今明两天,全国大部仍以升温为主。到了明天,最高气温10℃线将北抬至河南北部到安徽北部一线,像是南京、合肥、武汉最高气温都会超过10℃;华南部分地区最高气温也将达到20℃左右,暖意回归。
不过,冷空气也即将再度活跃起来。中央气象台预计,19日至20日,冷空气将影响我国北方地区,华北、东北地区及黄淮北部等地降温4~8℃,部分地区超过12℃,21日清晨东北地区北部局地日最低气温将接近或突破历史同期极值;内蒙古东部、东北地区东部等地部分地区有小雪,局地中雪。22-24日,还将有冷空气影响我国中东部地区,大部地区降温4~6℃,局地降温8℃以上。
其中,东北等地降温最为明显,21日清晨东北北部局地最低气温将接近或突破历史同期极值。大城市中,哈尔滨21日早晨最低气温或降至-30℃以下,沈阳下周初最低气温也将不足-21℃;哈尔滨最高气温甚至也将陆续降至-20℃之下,一片天寒地冻,寒冷程度同期少见,当地公众请注意防寒保暖。
西南等地仍多雨雪 东北降雪再度增多
降水方面,未来三天,我国大部雨雪比较稀少,以晴朗干燥天气为主,雨雪主要集中在西南及东北的部分地区。
具体来看,中央气象台预计,今天,内蒙古中东部、黑龙江大部、吉林中部、西藏西部和东部、青海南部、川西高原北部、贵州西部、云南东北部等地部分地区有小到中雪或雨夹雪,其中,西藏东南部等地部分地区有大到暴雪。西藏东南部、四川盆地东部、重庆大部、贵州北部、云南中南部、海南岛大部、台湾岛东部等地部分地区有小雨。
明天,内蒙古中东部、黑龙江大部、吉林中部、辽宁北部、西藏西部和东南部、青海南部、贵州西部、云南东北部等地部分地区有小到中雪或雨夹雪,其中,西藏西南部等地部分地区有大到暴雪。西藏东南部、重庆南部、贵州北部、云南中东部、海南岛大部、台湾岛东部等地部分地区有小雨。
后天,内蒙古中东部、黑龙江南部、吉林中部、辽宁北部、新疆北部、西藏西南部和东南部、青海南部、贵州西部、甘肃南部、陕西南部、湖北西南部等地部分地区有小到中雪或雨夹雪,其中,西藏西南部和东南部等地部分地区有大到暴雪。西藏东南部、重庆大部、湖南西部、贵州北部、云南中东部、海南岛大部、台湾岛东部等地部分地区有小雨。
气象专家提醒,西南地区近日雨雪天气较多,公众请注意防范雨雪天气造成的道路湿滑、能见度下降对春运出行等方面的不利影响。东北地区部分地区今明天降雪也将增多,天气寒冷,大家请注意防寒保暖。(中国天气网)
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