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)
努力把科研融入科技强国建设******
努力把科研融入科技强国建设
讲述人:西北工业大学网络空间安全学院党总支书记、教授 王震
党的二十大报告指出,以国家战略需求为导向,集聚力量进行原创性引领性科技攻关,坚决打赢关键核心技术攻坚战。这赋予了我们这一代青年科技工作者新的时代使命。只有把关键核心技术掌握在自己手中,才能从根本上保障国家经济安全、国防安全,才能实现科技自立自强。
人工智能是引领未来的战略性技术,是国际科技竞争的新焦点。为加快建设创新型国家和世界科技强国,国家发布了《新一代人工智能发展规划》。为响应国家号召,我放弃国外比较好的待遇,主动选择到祖国的西部工作,并进一步确定了人工智能与网络空间智能对抗作为自己的主攻方向,牵头组建智能交互理论与应用实验室,把科研融入科技强国建设的火热实践中。
面对人工智能领域前沿难题,我和团队从零做起,通过3年多的不懈努力,提出了博弈智能的新理论和新方法,实现了智能决策与认知模式的精准预测,成功应用于智能无人系统等国家重大工程任务,解决了传统集群主动性差、协同性低等难题。围绕网络空间智能对抗,牵头研制了多项智能化虚拟集群系统,率先在国际上开展了大规模试验验证,并取得了良好成绩,为国家重大工程任务提供了关键技术支撑。我本人先后入选国家级领军人才、国家重点科技创新团队和欧洲科学院院士,有幸荣获第26届中国青年五四奖章。
党的二十大报告指出,当代中国青年生逢其时,施展才干的舞台无比广阔,实现梦想的前景无比光明。这让我倍感振奋。新时代新征程,作为高校青年科技工作者,我们要深入学习贯彻党的二十大精神,牢记高水平科技自立自强初心使命,在国家重点科研领域攻坚克难、勇毅前行,提升自主创新能力,努力尽快在核心技术上取得新的重大突破,为建设世界科技强国作出新的更大贡献。
(光明日报记者张哲浩采访整理)
《光明日报》( 2023年01月04日 05版)
(文图:赵筱尘 巫邓炎)