中科院宁波材料所研发“秸秆禾塑复合材料”

    秸秆、竹子边角料等农林固废如何变废为宝?在中国科学院宁波材料技术与工程研究所(以下简称“宁波材料所”),研究员朱锦和团队“点草成金”,研发出“禾塑复合材料”。

    

    走进宁波材料所的公共区域,便能直观感受禾塑复合材料的独特价值。由该材料制成的桥面与地板,历经5年多风吹日晒,依旧平整完好,成为该项科研成果鲜活的“广告牌”。

    研发禾塑复合材料,源于一次对产业痛点的敏锐捕捉。2010年,老家的村干部向朱锦抱怨起小麦收割季秸秆焚烧的问题。这让他陷入沉思:秸秆与木材同为光合作用产物,核心成分相近,如何发挥出秸秆的经济价值?

    彼时,国内木塑材料已发展多年,但常规方式是将木材磨成粉填充,纤维结构被完全破坏,始终无法真正替代实木。“想要做出真正能替代木材的材料,就必须保留完整的植物纤维结构。”朱锦说。

    从2011年开始,朱锦与团队锚定这一攻关方向,决心啃下这块硬骨头。探索远比想象中艰难:蓬松的植物纤维无法在传统挤出机中稳定下料,高填充下亲水纤维与疏水塑料有着相容性难题,植物纤维在190摄氏度以上易碳化……这些都是摆在团队面前的难题。

    “科研人员是在失败中度过的。不能忍受失败的煎熬,就做不好科研。”团队里的一名研究员那海宁说,这是朱锦在科研攻关中经常鼓励大家的话。

    团队经历了一轮又一轮的挑战,终于在2021年实现了装备、相容剂和工艺等方面的重大突破,朱锦将这款新材料正式命名为“禾塑复合材料”,“我们用的是秸秆、竹子、芦苇等禾本植物资源,取名‘禾塑’正合适。”他解释。

    禾塑复合材料的独特之处在于保留了秸秆中原生植物纤维的完整结构,形成类似“钢筋混凝土”的纵横交错骨架,具有密度低、木质感强、承重性强等特点。

    秸秆填充量最高可达80%,可锯、可钉、可铆、可刨,加工便捷,且吸水率低、握钉力强、不易变形翘曲,拥有不腐烂、不生虫、可循环利用等显著优势,是替代木材的理想选择。

    这项技术已在多个领域“开花结果”。在宁波、山东、吉林、海南等地,禾塑复合材料制成的桥面、护栏、栈道、座椅等示范应用面积已突破20万平方米,覆盖建筑建材、园林景观、家庭装修、家具用品等多个领域。其“农作物秸秆禾塑仿木复合材料产业化技术”已入选农业农村部农业面源污染综合治理关键技术。

    技术成熟后,如何进一步产业化?得益于之前积累的产学研经验,朱锦团队瞄准了工业托盘这一赛道。朱锦说,“只要有货物搬运、存储、周转的需求,就离不开工业托盘。”

    禾塑复合材料的应用边界正不断拓宽。在朱锦眼中,这项技术让农林固废实现了附加值提升,既守护了绿水青山,又为乡村全面振兴提供了坚实的技术抓手。


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