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)
广州医院成功为患者植入国产人工心脏******
中新网广州2月2日电 (蔡敏婕 黄睿)心脏移植手术是终末期心衰患者的最佳治疗手段,但由于供体稀缺,“人工心脏”成为新手段。中山大学孙逸仙纪念医院2日公布,一名患者植入中国产人工心脏,现恢复良好,已达到出院标准,目前在院进行社会化训练。
该名患者早前因缺血性心肌病、心肌梗死到医院就诊。经过诊断,他整个左心功能低下,普通的药物治疗和手术的作用已不大,心脏移植是首选。然而,自然心脏供体极度缺乏。在综合评估患者右心功能良好的情况下,中山大学孙逸仙纪念医院治疗团队与家属商量,决定开展持续6个小时的人工心脏植入术。
人工心脏被誉为“医疗器械皇冠上的宝石”,其主要功能是利用生物机械手段部分或全部替代心脏泵血功能,维持患者的血液循环。全球人工心脏技术共经历了三代技术路线的演变创新与发展。近年来,人工心脏开始进入中国的临床试验,给心力衰竭患者带来了重获新生的希望。
该院心血管外科主任郑俊猛称,此次为患者植入的是中国产人工心脏,于2019年8月获得中国国家药品监督管理局批复上市,是一个可以替代心脏工作的装置,血泵一端连接心脏,另一端通过一根人造血管缝合在大动脉上。机械动力替代心脏收缩吸出血液后,再泵出输送至全身,主泵头塞在心尖的位置,通过转子运转进行泵血,外置一个显示屏,可持续观察人工心脏转速及电量。
目前中国心衰患者约在500万名。近年来,人工心脏成为治疗终末期心衰患者的有效治疗手段。
“植入人工心脏后,一年的生存率可以提高至90%以上。”郑俊猛说,人工心脏可以通过人工泵头增加血流量、改善症状、提高患者的生活质量,而部分非器质性病变患者,可通过人工心脏短期植入恢复心脏功能,后期甚至可摘除人工心脏恢复心脏自主泵血功能。
郑俊猛认为,要让人工心脏惠及更多的患者,需要进一步提高技术,降低材料等成本。(完)