让国产碳纤维更具竞争力******

　　让国产碳纤维更具竞争力(新知)

　　【现象】每束碳纤维都有4.8万根纤维，每根纤维直径只有头发丝直径的1/7到1/8 ，且纤维含碳量达到95%，强度是钢 的7—9倍……前不久，我国首个万吨级48K大丝束碳纤维工程生产线在上海石化碳纤维产业基地投料开车 ，生产出性能媲美国外同级别 的合格产品。这意味着 ，我国在大丝束碳纤维生产和装备国产化方面 ，实现了重要突破 。

　　【点评】

　　一束束白色原丝经过高温碳化 ，便可缠绕成一轴轴高性能黑色碳纤维。别看每根单丝身量纤纤，却强度高、抗摩擦、耐腐蚀 ，被称为“材料黑金” ，可广泛应用于航空航天 、能源装备、交通运输 、体育休闲等领域 。它能让矗立于戈壁 的风电叶片更轻巧，让疾驰于街巷 的新能源汽车变得轻量化，让远在九霄云外 的运载火箭更节省燃料，也能让鱼竿 、球拍 的耐久度大幅提升……实际上，碳纤维已深入千行百业，走进了千家万户。

　　按丝束规格的不同，有小丝束碳纤维和大丝束碳纤维之分。在业内，通常将每束碳纤维根数大于4.8万根的称为大丝束碳纤维。小丝束性能优异，但成本较高，大丝束在保持碳纤维优良性能的前提下，能大幅降低成本 ，从而为市场应用打开更大空间 。

　　近年来 ，随着我国高新技术产业 的壮大，碳纤维 的市场应用也在不断拓展。数据显示 ，近10年来我国碳纤维需求加速增长 。2021年需求量达到6.2万吨 ，同比增长27.7% 。除了航空航天对碳纤维 的需求保持增长 ，以风电叶片为主 的新能源市场正成为拉动碳纤维产业发展 的重要引擎，推动碳纤维产业跨入以工业应用为主 的新阶段 。同时，我国商用航空 、无人机等领域装备持续升级迭代，在可预见 的未来 ，碳纤维需求仍将保持快速增长态势 。

　　在不断扩大的市场需求牵引下，我国碳纤维行业加快向更成体系 、更高性能 、更低成本 的方向迈进。山西钢科已形成覆盖国内高性能碳纤维领域主要品种 的生产能力 ，中复神鹰推出年产3万吨高性能碳纤维建设项目……一段时间以来，在政策加力和企业努力下 ，我国不断取得碳纤维制备和应用关键技术 的新突破 ，相关产能持续跃升 ，自给率不断提高 。国产碳纤维的市场份额从2019年的31.7%攀升至2021年 的46.9%。也应看到，国产碳纤维 的性能与质量稳定性尚有不小提升空间，短期内碳纤维核心装备仍需依赖进口。在关键核心技术上打造创新矩阵，加快形成具有国际竞争优势的运行产能，是我国碳纤维产业面临 的现实挑战，也 是实现高质量发展 的长远目标。

　　党 的二十大报告提出：“推动战略性新兴产业融合集群发展，构建新一代信息技术、人工智能、生物技术、新能源、新材料、高端装备、绿色环保等一批新的增长引擎。”这为我国碳纤维产业带来了新 的发展机遇。我国门类齐全、独立完整的工业体系和超大规模市场优势，为碳纤维市场应用创造了丰富场景 ；规模庞大的研发队伍和持续涌现的创新型市场主体，为碳纤维技术创新提供了有力支撑。保持自主创新 的战略定力 ，持续锻长板、补短板，定能更好激发新材料产业发展动能 ，为经济社会高质量发展注入汩汩活力 。(人民日报 韩鑫)

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）