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)
《风味人间4·谷物星球》:探讨谷物世界里的生活美学******
作者:郑小异(西安交通大学城市学院艺术系讲师)
近日,《风味人间4·谷物星球》热播,吸引众多观众追看。与前三季相比,谷物成为贯穿本季的主角,“麦浪涌万年”“稻香阡陌里”“黍粟本嘉禾”等六集内容拓宽了人们对谷物的理解。麦子、稻米、玉米等家常作物,与谷物息息相关的食物如芋头、茭白、菱角,以及能够为人类提供碳水化合物的多种植物悉数亮相,书写了一段在时间长河中与人类互动的影像故事。
这部作品结合纵深的历史视野和宽广的文化视野,将谷物的发展历程娓娓道来。比如在“麦浪涌万年”一集中,创作者着重讲述“麦”的发展历程。镜头首先抵达约旦河西岸一片肥沃的土地,造访人类最早驯化小麦的地方。然后又带观众来到戈兰高地,了解今天小麦的远祖野生二粒小麦的特点。而在“稻香阡陌里”一集探寻“稻”的历史时,创作者从亚洲说到了美洲,又说到了欧洲,详细梳理着稻米的前世今生。
作为农耕文明古国,中国人对谷物的情感,早已浑然天成、深入骨髓,世界各国人民与谷物之间亦有一种载入基因的情感与默契。《风味人间4·谷物星球》以谷物美食作为破题点,在探寻中外丰富美食文化中,观照美食背后所共通的人类情感。在讲述“豆”的故事时,纪录片里既有我国西藏地区的人们经年累月与榼藤子相处的故事,也有远在中美洲墨西哥尤卡坦州的米格尔采用利马豆、豇豆制作美食,为全家人提供爱与滋养的故事。在讲述“麦”的故事中,澳门的阿龙坚持利用传统制面方式,3000余次重复的“下压、移动、再下压”让竹升面初具雏形。浙江富阳人则剥离面粉中的淀粉制成面筋,包裹馅料油炸,一时间香气四溢。还有广东人选择被称为“澄面”的无筋面粉制作美食,方有了绿茵兔仔饺的玲珑剔透。无论从哪一种作物出发,纪录片都让观众从小小的风味世界中感受大大的人类世界运转,透过这些故事窥见农业诞生至今的一万年中人类与食物之间的故事。
尽管相隔万里,人们对谷物的热爱让不同民族和饮食文化有了情感连接点。正如《风味人间》系列纪录片导演陈晓卿所说:“不是我们赋予食物文化,而是食物本身就自带着文化,人们的许多生活印记都可以从食物中得到答案。比如小麦,往西传,遇到了火变成了比萨面包;往东传,遇到了水变成了馒头面条。东西方文化的差异,可能就和小麦的不同境遇有很大关系。可以说,食物就是人类文化的支点。”所以,探讨饮食文化与民风民俗如何相互形塑,也是该纪录片的重要议题。如第二集“稻香阡陌里”中,从祭祀活动上一碗乌米饭之于郑良美家的寓意,到黔西南一个村镇规模的集市里米粉所承载的情感,在抓饭、红曲米等由稻米制成的不同食物之外,纪录片围绕大大小小民俗节日呈现着食物与人的日常互动,把四季轮回浓缩在一碗饭、一碗粉乃至一瓶醋中,让人观之回味无穷。
随着谷物的种植、采收、加工、烹饪、品尝,观众看到了生活哲学、食物美学,感受到了人间烟火和文化律动,获得了心灵慰藉和情感疏导。《风味人间4·谷物星球》不失为纪录片领域又一精良制作,为美食纪录片创新发展提供了有益借鉴。
《光明日报》( 2023年01月04日 15版)
(文图:赵筱尘 巫邓炎)