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)
持续推进“地趴粮”整治******
农户科学储粮关系农民增收和国家粮食安全。今年东北三省一区粮食产量占全国粮食产量的比重超过26%,保障国家粮食安全“压舱石”作用凸显。然而,东北“地趴粮”现象仍然存在,农户储粮损失仍然较为严重。
“地趴粮”是存在于我国东北和西北地区的一种传统储粮方式,以玉米储存为主。新收获的玉米水分大,每年秋收之后脱粒之前,农民习惯将新收获的玉米堆放在院子里或者地里晾晒。中国农业大学经济管理学院教授武拉平认为,北方“地趴粮”形成的主要原因,是农户储藏设施缺乏。“地趴粮”容易被鼠咬虫蛀鸟食,遇到雨雪天气,极易发生霉变坏粮。应引导农户科学储粮安全储粮,确保农民增产增收,增加粮食有效供给。
建设完善立体储粮设施
吉林四平市双辽市卧虎镇前六家子村党支部书记、种粮大户王艳秋今年种了4500亩玉米,由于储粮设施投入不足,只储存了十分之一左右的玉米穗,其余全部卖掉了。王艳秋说,明年要整村推进“地趴粮”整治,争取把新收获的玉米尽可能储存起来,择机售粮,实现种粮收益最大化。
让“地趴粮”站起来,折射出农户储粮方式的变化。吉林省粮食和物资储备局仓储管理处处长冯锡仲介绍,吉林省加大财政资金支持力度,根据农户庭院储粮条件和经济状况,支持引导农户通过搭栈子、上楼子、码趟子以及搭建风道、建设简洁安全的钢结构立体储粮装具等方式,实现简易立体储粮;对劳动力不足的农户,鼓励利用村集体建设用地、闲置区域等,集中搭建立体储粮设施;对种粮大户、农业合作社等新型农业经营主体,利用现有仓储设施资源开展粮食产后服务,为他们提供“即时结算、延期服务、代烘干代储存”等服务,推动农户储粮方式向“存粮在库”精细化管理转变。
为减少农户储粮损失,2017年国家启动实施优质粮食工程,在全国建设粮食产后服务中心,为农户提供代清理、代烘干、代储存、代销售、代加工等“五代”服务。
乘着国家政策的东风,东北主产区持续推进农户安全储粮及推进“地趴粮”整治。黑龙江高度重视农户储粮减损,2018年至2020年期间,推广搭建了农户科学储粮装具11.41万套,全部投入使用每年可实现科学棒储玉米226.26万吨、减损6.16万吨。吉林省持续推进农户安全储粮工作,截止到2022年11月底,吉林全省农户立体储粮率达到90.5%,计划到2024年底全省消除“地趴粮”。
科学储粮实现减损增收
近年来,东北“地趴粮”逐渐减少,农户储粮损失大幅下降。据中国农业大学粮食经济研究团队2022年10月对全国27个省(区市)4548个农户的问卷调查结果显示,东北三省37.11%的玉米种植户收获后没有销售,以玉米楼子、栈子、吊子等储藏方式储存的玉米占25%;金属仓储存占19.44%,袋装占15.28%,“趴地”玉米所占比重不是很大,农户玉米储藏环节平均损失率为4.01%。
储粮环节是影响农民种粮收益的最后环节。现在东北农户摒弃“地趴粮”落后的储粮方式,实现立体储粮,可择机择价售粮,增强农户市场议价能力,实现好粮卖好价。黑龙江海林市长汀镇平安村村民卞树军告诉记者,他今年种了180亩玉米,把玉米穗储存到“玉米楼子”里,计划明年夏天再卖,期待卖个好价。
今年我国粮食再次实现高位增产,但粮食紧平衡的格局未变。冯锡仲说,改善储粮条件,消灭“地趴粮”,增强农户抵御风险的能力,减少粮食损失,再造“无形良田”,相当于增加了粮食有效供给;降低粮食生霉和坏粮风险,提高粮食品质,相当于提供优质粮源;粮食经过自然通风降水,达到安全水分,不需要烘干降水,实现了绿色可持续发展。
形成“地趴粮”整治合力
多年来有关部门一直倡议消灭“地趴粮”,但是东北地区“地趴粮”仍然存在,改善农户储粮条件,降低农户储粮损失还有较长的路要走。《粮食节约行动方案》明确指出,要支持引导农户科学储粮,在东北地区推广农户节约简捷高效储粮装具,逐步解决“地趴粮”问题。
“地趴粮”问题的形成既有地理环境、自然条件、风俗习惯等客观因素,也有思想行动等主观因素。冯锡仲告诉记者,吉林省粮食和物资储备局成立了工作专班,全力推进“地趴粮”整治工作。采取县市自查自评、省级部门核查和省级现场抽查相结合的方式,对县市“地趴粮”整治情况进行年度考核。
“地趴粮”形成的根子在思想,症结在储粮设施缺乏。武拉平认为,从中央到地方,都应积极采取措施消除“地趴粮”现象。应继续推广玉米籽粒收割,对玉米籽粒适当晾晒或烘干后进行销售或储藏。对于不宜或没有进行籽粒收割的农户,地方政府应适当支持农户建设玉米栈子或者玉米楼子等简易储粮设施进行离地立体储粮。对于没有较好储藏条件的农户,村集体应充分利用集体建设用地建设乡村集中储粮点,避免储粮不当带来损失。
粮食产后服务体系建设是优质粮食工程的重要内容,为农户储粮提供专业化社会化服务,能够有效解决农户储粮难的问题。武拉平认为,国家应继续实施优质粮食工程,建设更多粮食产后服务中心,并积极鼓励粮食产后服务中心与农民合作社、家庭农场、种粮大户合作,不断提升农户科学储粮减损能力。(记者刘 慧)
(文图:赵筱尘 巫邓炎)