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)
台积电四处建厂现隐忧,台媒:离开体系和人才,成功模式难复制******
【环球时报驻德国特约记者 青木 环球时报记者 王冬 陈立非 宋毅】今年下半年以来,台积电在欧美日的产能布局步入“快车道”,引发岛内愈发强烈的“掏空台芯片产业链”质疑。法国广播电台23日报道称,台积电近来被传出考虑在德国设立其欧洲首座芯片工厂。为应对美国及日本新设产能的需求,台积电已经不断外派工程师前往支持。有业者表示,台积电未来若再前往德国投资设厂,人力方面恐将更加吃紧,营运获利压力也会因此进一步升高。
员工负荷量恐“破表”
23日,日本资深国会议员关芳弘透露,台积电斥资86亿美元在日本熊本县建厂之后,正考虑在日本兴建第二座工厂,熊本厂预计明年下半年落成启用。台积电在美国的产能布局也在加快落实。台积电日前公布一项耗资400亿美元的规划,扩建和升级该公司正在凤凰城建设的美国生产中心。此次在美设厂计划共分两期:第一期预计2024年量产5纳米和4纳米芯片;第二期则是更先进的3纳米芯片,预计2026年量产。
台湾《工商时报》24日分析称,自2021年下半年以来,就多次传出台积电将前往德国设厂的消息,但距离真正投资仍有很多困难需要解决。台湾《经济日报》认为,台积电布局欧洲面临三大挑战,包括客户真实需求、基础设施资源、人力/工程师人员调度。《联合报》24日报道称,台积电赴德国设厂,未来恐将像美国建厂项目那样,面临成本高、人才招募困难和相关先进材料供应不足等艰巨考验。还有台媒直言,台积电员工的负荷量会不会“破表”也是个问题。台积电超过5万名工程师中,有约500人连同家眷到美国协助建厂。日本新厂也需要再调度500—600人。
展示“深耕台湾”决心
台积电近来频繁的海外投资,在岛内引发“掏空台湾芯片产业”的质疑。台积电总裁魏哲家近日对此表示,半导体产业用的是脑力,在大部分地区都有工程师不足的情况,并不是工厂搬到哪个地方,那个地方就会发展茂盛。
另据台湾《财讯》报道,日本自民党参议员三宅伸吾近日声称,台积电在日本生产的是落后最新制程两三个世代的技术产品,而且台积电在台湾地区以外生产的量,只占总产量的一成左右,仍有八九成留在台湾。
为展示所谓“深耕台湾”的决心,台积电将于12月29日在南科晶圆18厂举行3纳米量产暨扩厂典礼。根据台积电官网信息,台积电立足台湾在全球广设厂区,目前拥有4座12英寸超大晶圆厂、4座8英寸晶圆厂和1座6英寸晶圆厂。
成功模式难复制
通信行业资深专家项立刚对《环球时报》记者表示,台积电在日本、欧洲等地进行生产布局,实际上成本是很高的。欧洲和日本的芯片制造都已经衰落得非常厉害。台积电一个企业想改变这种经济大势,很难做得到。
岛内舆论也对台积电产能布局充满疑虑。《工商时报》22日发表社论称,长期以来台湾就有生产资源“五缺”问题,半导体产能外迁是迟早的事,但此次台积电赴美设厂完全是基于地缘政治的决策。文章称,台积电赴美建厂,生产离开台半导体生态体系和人才,很难复制过去的成功模式。
(环球时报)
(文图:赵筱尘 巫邓炎)