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)
战略支援部队某旅:工作有了标准,效率有了提高******
官兵们正在检修装备。作者供图
“参照《维护保养手册》,我们干工作更加得心应手。”年终岁尾,战略支援部队某旅组织装备换季保养工作,官兵们按照手册上的“标准流程”维护保养装备,工作效率显著提高。
该旅分队长、二级军士长李伟介绍说,过去装备维修保养,他们只能逐项排查或凭借经验判断故障问题,既增加了日常工作量,也给维修保养带来不小难题。如今,有了这本“百宝书”,能详细了解装备自列装以来历次故障原因、修理方法,“对症下药”精准保养,就有了参考方向和技术支撑。
编写这本《维护保养手册》,源于一次演练任务。去年底,该旅组织实装考核演练,导调组临机下达突发情况指令后,李伟所在分队因通信不畅没有及时处置问题,考核成绩被判定不合格。事后分析原因发现,演练前装备保养不到位,电源装置过期失效,导致装备无法供电,操作失灵。
演练复盘时,一名战士心有不甘地说:“怎么也没想到会发生这样的情况!”
说者无意,听者有心。一个想法在李伟的脑海萌发:能不能像汽车4S店一样,给装备撰写一本《维护保养手册》?
演练结束后,李伟立刻开展调研。他发现,尽管每年单位都会统一组织换季保养,但官兵往往对装备状况掌握不够全面,维护难以“对症下药”,保养难免存在盲区、漏洞。整理好调研资料,李伟向旅机关提交了一份关于建立装备维护保养档案的意见。
得到上级机关批准后,李伟决定打造一个“样板工程”。他带领维修技术骨干梳理整合装备各类故障申报、保养履历等数据,精确分析装备“健康指标”,并将摸索积累的经验转化为装备维护保养注意事项,编写《维护保养手册》、设置保养提示卡片,让装备状况一目了然,维护保养工作更加科学高效。
手册好不好用,官兵最有发言权。随后,李伟带着手册来到训练场,在抢修光缆任务中,一台工程机械车突发故障。操作手邸文育查阅《维护保养手册》,立刻判定出问题点位并及时排除,任务顺利完成。
没过多久,某型工程机械车列装该旅。该车辆信息化程度高、操作系统复杂,他们要从零开始学习。这时候,李伟再次主动请缨,带领团队主动到生产厂家、部队院校取经,就装备重点部位保养开展流程化设计,对日常维护保养措施进行量化。数个月后,李伟所在团队掌握了该型装备的日常维护保养方法,能够做到装备性能“一口清”、故障问题“一摸准”。
科学精细管装用装,保障能力水涨船高。今年,该旅千里机动至某陌生复杂地域开展装备试验任务,多项装备精细化管理成果在任务中得到有效检验。
(文图:赵筱尘 巫邓炎)