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)
“升维思考”数字科技发展 大变局中谋求战略主动******
当今世界,人类社会正经历自工业革命后最重要的一场变革,数字技术是这场“大变局”的核心动力。作为一种新型生产要素,数据深刻改变着生产方式、生活方式和社会治理方式。数字化转型已经不仅仅是一个技术问题,更是一个战略问题,准确把握其发展趋势,才能谋求战略主动、赢得未来先机。
谈到“升维”,人们很容易联想到科幻小说《三体》中“升维思考,降维打击”的方法论。在商业变革中,“升维思考”就是数字化转型、“数实融合”的过程。自2020年起,腾讯联动百位内部科学家、技术专家和外部院士专家,连续3年发布《数字科技前沿应用趋势》报告观察。
继2021年的“变量”、2022年的“融合”之后,2023年数字科技的发展呈现出明显的“升维”特征。今年的报告以“升维”为题,从IT重塑、未来网络、数实交互和智能世界四个维度,从数字科技的科研突破、重大事件和创新应用等方面,对高性能计算、泛在操作系统、云计算、数字人、时空人工智能、能源互联网、Web3、机器人、数字办公、产业安全共10个热点方向进行了深入分析,对2023年的主要数字科技创新趋势做出前瞻性判断,为洞察数字经济、践行以数强实提供了“升维思考”的参考。
数字科技重构国家竞争新优势
党的二十大报告指出,“坚持创新在我国现代化建设全局中的核心地位”。放眼全世界,全球科技竞争趋于白热化,数字经济改变了全球竞争的格局,一部分国家和地区积极发展数字经济,抢占了发展先机,逐渐形成本国或本地区的竞争新优势,而有的国家和地区则处于不进则退的尴尬境地,数字经济环境脆弱,形成明显的对外依赖。
我们常讲,国与国之间的竞争归根结底是综合国力的竞争,在数字化浪潮的背景下,“综合国力”的概念也在嬗变。随着数字技术的持续发展,数据正在成为一种全新的国家实力要素,数字技术竞争已经成为大国关系调整的核心动力之一。
根据中国信息通信研究院的测算,2020年全球数字经济同比名义增长3.0%,当年全球经济负增长3.3%(世界银行数据),数字经济成为拉动全球经济增长,推动经济复苏的主要动力。
中国金融四十人论坛学术顾问、复旦大学特聘教授黄奇帆曾断言,“未来的数字经济时代,国家与国家的核心竞争力就是算力,是千真万确的概念。”有观点认为,当前全球经济形成了传统经济和数字经济构成的“新二元经济”,数字经济和传统产业的并行,成为现代世界的基本特征。
中国科学院院士、中国计算机学会理事长梅宏在《升维-2023年十大数字科技前沿应用趋势》报告推荐语中表示,数字化转型是一次根本性的变革,它带来的是一次范式变革,信息技术正从助力社会经济发展的辅助工具,转变为引领社会经济发展的核心引擎。
从中共中央、国务院公布的“数据二十条”意见中,我们也能深切感受到国家对于数据的重视。引言中明确指出,意见出台的重要目的在于激活数据要素潜能,做强做优做大数字经济,增强经济发展新动能,构筑国家竞争新优势。
农业经济时代,土地和粮食是人类赖以生存的基础,工业经济时代,石油是国家经济的“血液”,而在数字经济时代,数据作为“新型石油资源”的价值逐渐凸显,类似石油的“采-运-炼-储-用”是工业经济的核心命脉一样,数据的“采-存-算-管-用”就是数字经济的核心命脉。
在《升维-2023年十大数字科技前沿应用趋势》报告中,无论是高性能计算、泛在操作系统,还是不断演进的云计算、时空人工智能、Web3,以及充满未来色彩的机器人、数字人、自动驾驶,都在重构我们的ICT基础设施,组成了报告中展示的一幅“科技星图”。
在“科技星图”之下,AI大模型、AIGC、自动驾驶、蛋白质结构预测等人工智能应用大量涌现,数字办公、知识共创、远程交互风起云涌,人与人之间的沟通从“在线”向“在场”转变,协同的边界正在逐渐被打破。复杂场景下,“人机物”的深度融合、全面加速,算力不仅成为人类智慧的核心,更是国家核心竞争力的体现。
数实融合夯实高质量发展底座
党的二十大报告指出,“加快发展数字经济,促进数字经济和实体经济深度融合,打造具有国际竞争力的数字产业集群。”随着新一轮科技革命和产业变革深入发展,数字化转型已经不是一道“选择题”,而是一堂“必修课”。“数据二十条”意见中也提到,促进数据合规高效流通使用、赋能实体经济是一条“主线”。
作为一种全新定义的生产要素,有异于土地、矿产、森林、石油、人力等,在某种意义上,数据是无形的,看不见摸不着。但是,“无形”的数据却能带来“有形”的、实实在在的生产力,而数据只有流动起来,才会产生更多的可能性、更大的生产力。
数字化是护航实体产业“穿越风浪”的重要助手。对于企业来说,如何充分挖掘数据富矿,释放数据生产力,是数字化转型过程中的重要课题,也是“数实融合”的核心要义。
在《升维-2023年十大数字科技前沿应用趋势》报告中,腾讯集团高级执行副总裁、腾讯云与智慧产业事业群总裁汤道生提出,数实融合的大潮正在席卷各行各业,数字科技的加速发展,不仅让“联”更加泛在,也让“真”更为身临其境。
在他看来,“全真”要服务真实的场景,解决实际的问题,在城市、能源、制造、交通、教育、文旅、金融、零售等千行百业发挥更大的价值。全真互联既是技术驱动的必然方向,也是社会产业升级的关键推手。
腾讯集团高级执行副总裁、腾讯技术工程事业群总裁卢山也表示,科技更需要价值视角,科技创新的根本目的,是要给用户带来实实在在的价值,科技向善正在成为全社会的共识。
比如,报告中提出,柔性材料的革新将推动机器人仿生精进,依靠光学、电容、电磁等传感技术,机器人触觉传感器进展显著,而芯片、算法到开源生态的进一步突破,将推动机器人从触觉感知向触觉智能进化。在此背景下,远程医疗、可穿戴设备等场景未来3-5年内将有产品级应用问世。后疫情时代,健康产业站在新的起点上,相信相关数字科技将为医疗健康产业带来巨大变革。
实体经济面临的所有问题,都可以在数字科技中寻找答案,这也是一种“升维思考”。正如中国工程院院士、中科院大连化学物理研究所所长刘中民所说,未来具有不确定性,创新离不开对科技趋势的理性判断。以发展的眼光和广阔的视野,从更高的维度思考当前遇到的问题,找准发力点,才能更好地集中力量攻坚克难,化解人类生存发展面临的系列挑战。
在数字经济的语境下,“升维思考”就是通过“数实融合”推动实体经济从竞争力下降、过剩严重的传统模式向数字化赋能、生产率大幅提升的融合发展模式转变,构建以数字科技为引领、以赋能实体经济为主线的新型创新体系,夯实高质量发展的“数字底座”,推动实现中国式现代化,而这也正是腾讯这份报告的意义所在。(金言)
(文图:赵筱尘 巫邓炎)