竹子“變身”新型高透光電磁屏蔽材料

 原竹轉化的新型高透光電磁屏蔽材料。南京林大供圖

近日，南京林業大學家居與工業設計學院綠色家居材料制造團隊教授吳燕領銜的課題組，通過一種簡單高效的處理方式，在保留原竹天然形狀和纖維素骨架結構的基礎上，將其轉化為具有良好光學性能的纖維素復合材料。日前，該項研究成果發表于國際期刊《納微快報》（Nano-Micro Letters）。

竹材是一種常見的生物質材料，被廣泛應用于家具及家居裝飾用材領域。隨著人們對家居環境個性化裝飾需求的日益增多，將木材、竹材等環保材料轉化為新型材料的研究越來越多，但鮮有研究嘗試直接將原竹加工成具有理想光學性能的纖維素復合材料加以利用。

該團隊首先利用簡單的化學預處理脫除原竹中的木質素，它的去除意味著“粘合劑”（連接纖維素和半纖維素）的消失，導致更多孔隙的出現，有利于折射率指數與竹纖維素模板相匹配的樹脂填充。經過快速固化工藝，一款具有優異光學傳輸性能、抗拉伸性能、表面裝飾性和美學價值的透光竹材新材料便應運而生。

研究證實，將此透光原竹與透明竹片、電磁屏蔽膜組成一款復合器件，整體結構類似于常見的蜂窩板。其中，透光原竹充當核心骨架、透明竹片為面板、錫摻雜氧化銦薄膜為功能層。此款復合器件可表現出顯著的隔熱、保溫性能以及電磁屏蔽性能，在家居與建筑裝飾材料領域具有廣闊前景。

此類將原竹直接加工成纖維素模板再合成透光材料的方法，將大大減少前期原料機械加工和后期原料成型的步驟，不僅減少了能耗，也減少對石化資源的浪費。同時，該研究方法還可以擴展至處理其他高密度、低孔隙率的生物質材料中。

南京林業大學為論文第一完成單位，研究生王晶為第一作者，吳燕為第一通訊作者。該成果得到了國家自然科學基金和江蘇省“青藍工程”等項目的資助。