樹皮 “變身” 高端隔熱材料！南京林業(yè)大學(xué)團(tuán)隊(duì)打破國(guó)外技術(shù)壟斷
文章來源：賢集網(wǎng) 更新時(shí)間：2025-06-24 15:56:46
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在全球 “雙碳” 戰(zhàn)略加速推進(jìn)的大背景下，我國(guó)高端隔熱材料領(lǐng)域卻面臨著嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。航空航天、新能源等領(lǐng)域所需的高端隔熱材料中，70% 依賴進(jìn)口聚酰亞胺（PI）泡沫，長(zhǎng)期遭受國(guó)外技術(shù)封鎖。不過，這一局面正迎來轉(zhuǎn)機(jī) —— 南京林業(yè)大學(xué) “寧以致遠(yuǎn)” 團(tuán)隊(duì)成功開發(fā)出非糧生物基特種隔熱材料，為打破技術(shù)壁壘、推動(dòng)行業(yè)發(fā)展帶來新希望。 靈感源于自然，開啟研發(fā)新征程 傳統(tǒng)生物質(zhì)材料因易燃、易降解、熱穩(wěn)定性差等缺陷，長(zhǎng)期局限于低端應(yīng)用場(chǎng)景，難以滿足高端領(lǐng)域?qū)Ω魺岵牧系膰?yán)苛要求。與此同時(shí)，我國(guó)高端隔熱材料70%依賴進(jìn)口聚酰亞胺（PI）泡沫，長(zhǎng)期受到國(guó)外技術(shù)封鎖限制，嚴(yán)重制約著航空航天、新能源等關(guān)鍵產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。 而我國(guó)《加快非糧生物基材料創(chuàng)新發(fā)展三年行動(dòng)方案》明確提出，2025 年要實(shí)現(xiàn)非糧生物基材料在高端領(lǐng)域與化石基產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)的目標(biāo)，這對(duì)相關(guān)技術(shù)研發(fā)提出了迫切需求。 南京林業(yè)大學(xué)“寧以致遠(yuǎn)”團(tuán)隊(duì)?wèi){借7年生物質(zhì)材料研發(fā)經(jīng)驗(yàn)，從一場(chǎng)森林火災(zāi)中獲得靈感。他們觀察到，火災(zāi)中樹皮炭化層能有效保護(hù)樹木，由此展開深入研究與分析，發(fā)現(xiàn)樹皮提取物單寧具備獨(dú)特性能，可有效克服生物質(zhì)基材料易燃和穩(wěn)定性差等難題。 單寧作為廣泛存在于植物中的天然多酚類化合物，具有出色的抗氧化、阻燃和熱穩(wěn)定性，成為團(tuán)隊(duì)研發(fā)的關(guān)鍵突破口。將林業(yè)副產(chǎn)物樹皮轉(zhuǎn)化為隔熱材料，不僅契合循環(huán)經(jīng)濟(jì)“變廢為寶”的理念，更為解決傳統(tǒng)生物質(zhì)材料缺陷、打破國(guó)外技術(shù)壟斷提供了全新思路。 攻克技術(shù)難關(guān)，實(shí)現(xiàn)材料性能飛躍 在攻克技術(shù)難關(guān)、實(shí)現(xiàn)材料性能飛躍的過程中，研發(fā)團(tuán)隊(duì)始終秉持科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度和堅(jiān)持不懈的探索精神。面對(duì)單寧在生物質(zhì)基材料中應(yīng)用的技術(shù)瓶頸，他們搭建分子動(dòng)力學(xué)模擬平臺(tái)，結(jié)合核磁共振、紅外光譜等分析手段，經(jīng)過反復(fù)實(shí)驗(yàn)和分析系統(tǒng)研究單寧與纖維素、木質(zhì)素等天然高分子間的氫鍵、π-π堆疊等相互作用機(jī)制。 為解決多孔結(jié)構(gòu)構(gòu)建難題，團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)多組實(shí)驗(yàn)配方，創(chuàng)新引入海藻酸鈉等綠色交聯(lián)劑，搭配超臨界二氧化碳環(huán)保發(fā)泡工藝，突破傳統(tǒng)生物質(zhì)材料成型易塌陷、孔徑不均的困境，成功制備出孔隙率可控、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的單寧基特種多孔隔熱材料。 在此基礎(chǔ)上，團(tuán)隊(duì)組建跨學(xué)科攻堅(jiān)小組，將納米材料科學(xué)與材料工程學(xué)深度融合，通過原位聚合、溶液共混等技術(shù)，在材料內(nèi)部均勻分散納米二氧化硅、石墨烯等增強(qiáng)體，并利用表面接枝改性調(diào)控界面結(jié)合力。 歷經(jīng)七年的日夜攻關(guān)，完成從實(shí)驗(yàn)室小樣到中試生產(chǎn)的三代技術(shù)迭代，不僅使材料熱導(dǎo)率穩(wěn)定在0.025W/(m?K)，阻燃等級(jí)達(dá)UL94V-0級(jí)，成功跨越從科研成果到工業(yè)化應(yīng)用的“死亡之谷”，樹立起高性能環(huán)保隔熱材料領(lǐng)域的新標(biāo)桿。 多元應(yīng)用凸顯材料價(jià)值，打破壟斷賦能產(chǎn)業(yè)升級(jí) “寧以致遠(yuǎn)” 團(tuán)隊(duì)的研發(fā)成果一經(jīng)推出，便獲得行業(yè)廣泛認(rèn)可，并迅速與浙江中裕通信有限公司等多家行業(yè)龍頭企業(yè)展開深度合作。 在新能源汽車電池緩沖層應(yīng)用中，該材料可吸收電池充放電過程中產(chǎn)生的熱量和振動(dòng)，顯著提高電池安全性和使用壽命。與傳統(tǒng)化石基材料相比，單寧基材料綠色環(huán)保、可再生的優(yōu)勢(shì)尤為突出，完全契合全球 “雙碳” 戰(zhàn)略要求，成為高端領(lǐng)域材料應(yīng)用的理想選擇。 隨著合作持續(xù)深入，單寧基特種隔熱材料在高端領(lǐng)域的應(yīng)用市場(chǎng)不斷拓展。這一成果不僅打破了國(guó)外企業(yè)在高端隔熱材料領(lǐng)域的技術(shù)壟斷，大幅降低我國(guó)對(duì)進(jìn)口材料的依賴，更為相關(guān)產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供了強(qiáng)有力的支撐。 從實(shí)驗(yàn)室研究到科技成果轉(zhuǎn)化，從技術(shù)開發(fā)到產(chǎn)業(yè)反哺，項(xiàng)目負(fù)責(zé)人與團(tuán)隊(duì)成員踐行了將論文寫在大地上的科研初心。他們帶動(dòng)了 “林廢回收 - 材料加工 - 產(chǎn)業(yè)升級(jí)” 的生態(tài)閉環(huán)，為林產(chǎn)加工行業(yè)注入新質(zhì)生產(chǎn)力，進(jìn)一步拓展了生物質(zhì)基材料在高端領(lǐng)域的應(yīng)用市場(chǎng)，讓高端隔熱材料煥發(fā)新的生機(jī)，為我國(guó)高端制造業(yè)發(fā)展和 “雙碳” 目標(biāo)實(shí)現(xiàn)貢獻(xiàn)重要力量。 原文鏈接：https://www.xianjichina.com/special/detail_578267.html 來源：賢集網(wǎng) 著作權(quán)歸作者所有。商業(yè)轉(zhuǎn)載請(qǐng)聯(lián)系作者獲得授權(quán)，非商業(yè)轉(zhuǎn)載請(qǐng)注明出處。 |
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