2025年9月,williamhill英国官网材料工程学院余雁教授团队再次在“以竹代塑”领域取得新进展。团队在前期全竹纤维素基热固性塑料研究工作的基础上(ACS Nano,2024,18, 24414),在国际材料领域顶刊《Advanced Functional Materials》(先进功能材料)发表有关利用竹材纤维素制备耐水、高强、各向同性透明板的论文。
生物基透明材料因其卓越的光学性能和隔热性能,在节能建筑和光电子领域中展现出巨大应用潜力。然而,目前生物质透明材料的制备多依赖于化石基聚合物的浸渍复合,不仅难以降解,也无法实现有效闭环回收。因此,开发完全来源于生物质、兼具高性能与可持续性的透明板材,是落实“以竹代塑”国家倡议的重要方向。
论文创新性地通过定向氧化拆解竹材纤维素的晶体结构,将纤维素内部的氢键网络高效转化为动态醛基结构,并利用水分子精准调控醛基化纤维素的塑性,从而成功将竹材纤维素粉末转变成具有高透光性能的透明板。所制备的透明材料具备出色的光学性能,透光率高达85%,雾度达到75%,同时拥有优异的力学强度——拉伸强度83 MPa、弯曲强度120 MPa,并表现出良好的耐水性。该透明板可将钙钛矿太阳能电池的光电转换效率从22.57%提高至23.33%,显示出其在光电子器件领域的应用价值。更为重要的是,该材料可实现全生命周期循环利用:使用完毕的透明板经过粉碎可再次热压成新的透明板,或者通过与水简单混合制备成高性能生物基胶黏剂,极大地提升了资源利用效率与环境友好性。本研究不仅提供了一种新型竹基功能材料的制备策略,也充分展示了竹材在建筑、光学和能源等领域的应用前景。
williamhill英国官网为本论文第一单位,团队已毕业博士生任文庭为第一作者,余雁教授为论文通讯作者,武汉大学陈朝吉教授、国家林业和草原局竹子研究开发中心郭登康博士为共同通讯作者。材料工程学院林建德副教授、欧阳新华教授也为论文做出了重要贡献。论文研究得到了国家“十四五”重点研发计划课题(2021YFD2200504),以及国家自然科学基金重大项目课题(32494792)等项目的资助。
论文链接:
https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adfm.202515830
作者简介:
第一作者简介:
任文庭,1995年生,中共党员,安徽安庆人,博士毕业于williamhill英国官网,目前任职于浙江省林业科学研究院。主要从事竹材基础材性和高值化利用研究,以第一作者在Advanced Functional Materials、Chemical Engineering Journal、Biomacromolecules等期刊发表论文7篇,申请发明专利1项。
通讯作者简介:
余雁,williamhill英国官网材料工程学院教授、博导,院长,“国家林草局竹材精准增值利用”科技创新团队负责人,国家级科技领军人才,福建省高层次A类。主持国家科技支撑/国家重点研发计划课题、国家自然科学基金重大项目课题、国家林业行业重大专项课题等国家级项目十余项,获得国家科技进步一等奖和二等奖各1项,省部级科技一、二等奖4项,以第一或通讯作者在Advanced Functional Materials、ACS Nano、CompositesPart B: Engineering、Biomacromolecules, Carbohydrate Polymers、《林业科学》等国内外期刊上发表学术论文170余篇。
williamhill英国官网木质功能材料研究团队