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)
东西问 | 人类首次不停靠环航北冰洋 翟墨:如何通过航海沟通中西?******
中新社北京1月18日电 题:人类首次不停靠环航北冰洋 翟墨:如何通过航海沟通中西?
中新社记者 万淑艳
从上海出发,历经504天,航程28000余海里,有着“环球航海中国第一人”之称的航海家翟墨穿越北极“死亡航道”,经受极地气旋、冰山、大雾、巨浪等艰难险阻,近日完成了人类历史上首次不停靠环航北冰洋之旅。
从古迄今,东西方航海家不断探索海洋文明,促进不同文明交流互鉴。如今,海洋生态灾害频发,突发环境事故不断,海洋治理问题成为全球共同面临的课题。翟墨近日接受中新社“东西问”专访时表示,航海改变了其世界观,从陆地上看海洋与从海洋上看陆地,视角完全不同,各国应海纳百川,求同存异,共同发展,和平利用海洋资源。
视频:【东西问】人类首次不停靠环航北冰洋 翟墨:如何通过航海沟通中西?来源:中国新闻网
现将访谈实录摘要如下:
中新社记者:历时504天、航行28000海里,你完成了人类历史上首次不停靠环航北冰洋的壮举。你发起此次航行的初衷是什么?
翟墨:2002年,我在荷兰认识了一位名叫汉克的航海家。他在北冰洋航行时,被冰川冻住了航路近一年,次年夏天才得以返航。听汉克回忆这段经历时,我已有两年航海经验,于是也想尝试环航北冰洋。
我还拥有联合国开发计划署“捍卫自然”宣传官等身份,这次航行不仅为了实现梦想,而且希望让更多人关注全球变暖和灾害性气候问题。去年我们航行时,西伯利亚气温已达37摄氏度。如果南北极冰川继续融化,再过几十年,很多岛国或将不复存在。我呼吁全球民众重视环保,热爱地球,减少碳排放。
翟墨环航北冰洋照片。受访者供图中新社记者:为何此前无人完成不停靠环航北冰洋?
翟墨:首先,前些年气候变暖没这么快,布满冰川行驶困难,而且北冰洋气候条件复杂,危险重重。其次,过去北极东北航道和西北航道多是分开航行,东北航道有很大面积处在管控区,航行不便。
翟墨环航北冰洋照片。受访者供图中新社记者:北极航道大部分时间被厚厚的冰层覆盖而被称为“传说中的航道”,而北极东北航道又被称为“死亡航道”。你在环航中经历了哪些惊险时刻?
翟墨:我和两位船员于2021年6月30日起航,最初计划历时约4个月,全程16000余海里,但途中遇到了各种艰难险阻,让航程延长了1年多。
北极东北航道危机四伏,被称为“死亡航道”,白令海峡、楚科奇海、巴伦支海等都是后人为纪念在此遇难的航海先驱而命名的。茫茫大海上突然出现的浮冰和冰山就像墓碑一样矗立在那里,航海最怕的就是浮冰,我们基本顺着冰缝走,而浮冰是移动的,再加上洋流,有时想躲都躲不开。
这次我选择了铝合金材质的帆船,如果和冰山相撞,这种材质可能只出现凹陷,不至于被撞出大洞。
翟墨环航北冰洋照片。受访者供图出发前,我们按最极端状况准备了六七吨物资,储备了足够一年的粮食,有馕、牦牛肉、山东煎饼,还准备了能够抵御零下50到零下70摄氏度的睡袋,并且带了鞭炮、信号枪用来驱赶北极熊。
我们刚进入白令海峡就遇到了极地气旋,大量浮冰和冰山被吹到沿岸,很长时间都在浮冰中谨慎穿行。在航经楚科奇海时,浮冰与大雾叠加,能见度只有十多米,50多海里行驶了11个小时。极地气旋的十级大风还把头帆、前桅支索吹坏了。
翟墨环航北冰洋照片。受访者供图我们抵达北地群岛附近时,窗口时间只有10天左右,若通不过,船体随时会被冻住。当时所有仪表、指南针全部失灵,体会到了什么叫“找不着北”。我们尽可能靠近陆地行驶,幸亏还带了光纤罗经,在目测辅助下才驶出那片海域。
翟墨环航北冰洋照片。受访者供图在冰区时我们轮流驾船,24小时无休,但还是在格陵兰附近撞上了冰山,浮冰不断涌来,导致船体渗水。
完成环航后,我们在美国波士顿上岸,第一件事就是检修船只。后来沿着北美东海岸南下,经北大西洋、加勒比海、巴拿马运河,横跨太平洋,最终返回上海。
小船航行在巴芬湾。受访者供图中新社记者:你有20余年航海生涯。常年在海上航行,你与外国航海家有哪些交流?身处多元文化之中,给你带来了哪些收获和影响?
翟墨:1999年,我到新西兰举办个人画展,又接着拍纪录片,认识了一位挪威的航海家,他的探险经历让我对航海产生了兴趣,于是开启了航海之旅。第一站从南太平洋上的大溪地开始,我已经环球航行两圈,唯独南极洲还未去过,2023年我计划环航南极洲,完成第三圈。
驾船出海。受访者供图我的职业是绘画,航海只是业余爱好,我喜欢不断挑战更多未知。我比较喜欢欧洲绘画,接触航海后,我更喜欢原生态的图腾、土著艺术,南太平洋的土著居民生活淳朴、单纯、唯美。法国后印象派巨匠高更晚年就是在大溪地度过的。
航海改变了我的世界观。从陆地上看海洋与从海洋上看陆地,视角和理解完全不同。
这几年,我同外国航海家的交流也越来越多。从北冰洋返程时,途经美国、中南美洲,我接触了不同国家的航海家,大家在一起交流。开始航海后,国与国之间的话题反而成为局限性的话语,更多时候要站在全球视角看问题。陆地只占地球表面的29%,其它则被海洋覆盖。航海人之间的交流是更宏观的概念,比如全球气候变暖是航海人经常思考的问题,恶劣天气会导致各种危险。
翟墨在巴拿马。受访者供图中新社记者:在15世纪,以东方的郑和与西方的哥伦布为代表,世界范围内涌现出一批航海家。从古至今,人类对海洋的探索如何促进了中西方间的沟通和交流?
翟墨:在西方人眼中,中国早期航海没有像西方一样实现“地理大发现”。而实际上,不管哥伦布还是麦哲伦,更多是带着侵略者的姿态去占有,进而实施物质文化殖民,不能称之为地理大发现。而郑和则是和平使者,以和平的方式走向世界、了解世界,没有像后来的西方航海家那样带着洋枪洋炮掠夺殖民。我更欣赏郑和下西洋带来的中外和平的文明交流。
翟墨在法属圭亚那。受访者供图中新社记者:当前全球海洋形势严峻,过度捕捞、环境污染、气候变化、海平面上升等问题频发,矛盾和冲突加剧,海洋治理成为国际社会共同面临的课题。作为联合国开发计划署“捍卫自然”宣传官,你认为国与国之间应如何加强合作保护海洋?
翟墨:我认为,世界各国应求同存异,共同发展,而非延续以往的强盗逻辑。海纳百川,和平利用海洋资源。
北冰洋的海鸟。受访者供图科学界有一个说法是“人类起源于海洋”,珠穆朗玛峰、泰山上都有海洋生物化石。各国像一个个孤岛,通过海洋相互连接沟通,因此人类更应该尊重海洋,加强合作,共同保护海洋。
北冰洋的海豚。受访者供图中新社记者:有观点认为,过去数千年历史长河中,中华文明更重视陆疆建设和发展,是典型的陆地文明。而西方国家更重视对海洋的开发和利用,也展示出西方文明中的海洋文明特性,你认同这样的说法吗?
翟墨:我不认同。中国历史上就是一个海洋大国。从宋代到明代,中国的造船技术和航海技术在全世界都无与伦比。“南海一号”沉船就是南宋古船。而郑和下西洋,2.7万人的舰队声势浩大。由于中国近代史的屈辱都来自于海洋,我们远离海洋太久了。很多学者把中国界定为陆地文明、黄土文明,这是错误的。我希望通过航海让更多人了解中国的海洋文化和海洋文明。(完)
受访者简介:
翟墨,航海家、艺术家,联合国开发计划署“捍卫自然”宣传官、中国航海科普大使。1968年出生于山东泰安。2007年至2009年,他完成了自驾帆船环球航海一周的壮举,成为“单人无动力帆船环球航海中国第一人”。2015年,领航“2015重走海上丝绸之路”大型航海活动,在沿途各国进行了文化艺术经贸交流活动,并在2015米兰世博会中国馆举行了主题日活动。2022年11月25日,完成人类历史上首次不停靠环航北冰洋之旅。
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