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)
马瑜婷代表:以源头创新守护人民生命健康******
【奋进新征程 建功新时代·二十大代表在基层】
光明日报记者 苏雁 光明日报通讯员 姬尊雨
“身为科技工作者队伍中的一员,党和政府对科技创新的高度重视,对科研工作者的关心爱护,新时代科技改革发展的历史成就,我亲身经历、感受至深。”连日来,党的二十大代表、中国医学科学院苏州系统医学研究所(以下简称“系统所”)研究员、执行副院长、免疫平台主任马瑜婷积极与干部群众交流传达党的二十大精神,日程排得满满当当。
马瑜婷代表在实践活动上与青少年交流。资料图片
根据报告对象的不同,马瑜婷不断调整讲话稿,辗转各地为不同年龄、行业人群宣讲党的二十大精神。
11月11日,系统所报告厅,马瑜婷为南京师范大学苏州实验学校等学校的少先队员们上了一堂别开生面的“队课”。
“同学们的爸爸妈妈在小时候吃过一种‘糖丸’,这种美味的药其实是预防脊髓灰质炎的口服疫苗。”马瑜婷在面向中小学生的报告会中,总是以故事开头。“‘糖丸爷爷’顾方舟老先生就是我所在的中国医学科学院的老院长。上个月,我有幸在人民大会堂现场聆听了党的二十大报告,我国对科技创新、人才培养都非常重视。希望同学们未来报考医学院校,加入科技创新的队伍。”听到这里,现场的孩子们都鼓起了掌。
走上系统所8楼,两侧走廊上印有课题组简介,其中有一句话:“实验难免有失败,但科研没有死胡同,潜心思索的人总会迎来柳暗花明。”这是马瑜婷的工作信条。
课题组实验室对面,就是马瑜婷的办公室。距离仅七八步,她每天要往返无数遍,做实验、分析数据、指导研究生……“近期,我们经过大量的药物筛选,发现传统中药成分三氧化二砷能高效诱导免疫原性细胞死亡。我们建立了基于三氧化二砷的治疗性全细胞肿瘤疫苗制备技术和质量控制标准。这一个性化肿瘤疫苗不仅易于制备,而且抑癌效果显著,和PD-1单抗联合使用,能发挥1+1>2的抗癌效果。这是‘老药新用’的一次大胆尝试。”马瑜婷告诉记者。
坐落于苏州工业园区的系统所,是由中国医学科学院北京协和医学院与江苏省、苏州市、苏州工业园区合作共建的新型研究机构。2014年系统所注册成立,次年,马瑜婷放弃国外优渥的待遇回国,并作为首批员工加入。系统所成立之初,实验用具等配备不够齐全,“一开始经常得拎着冰盒到处租用设备做实验”。如今的系统所,已发展成为颇具影响力的生物医药创新高地。
党的二十大报告提出“加快实施创新驱动发展战略”,最能引起马瑜婷共鸣,这也是她传达党的二十大精神的汇报重点。“科技创新贵在发现重大科学问题,产生原创理论,打破固有观念,迎难而上,聚焦突破。”马瑜婷说,2016年9月,中国医学科学院启动医学与健康科技创新工程(以下简称“创新工程”),以“揭榜挂帅”方式鼓励科研人员进行系统攻关。马瑜婷坦言,选准关键方向、给予充足的资金支持,创新工程能够让科研人员定下心来大胆探索、深入开展原始创新,避免在争取经费和“文山会海”中分散精力。
“手捧党的二十大报告,我们深切体会到党中央对于科技创新和健康中国的高度重视。”马瑜婷感慨,“国家大力支持科研的源头创新,鼓励发现原创靶点、机理和药物。我们团队的科研工作将着力推进创新药研发,以肿瘤免疫学守护人民生命健康。”
《光明日报》( 2022年11月23日 05版)