曾经经,一根竹子的六成质料可以加工成筷子、竹签,剩下约四成的竹蔸、竹屑、竹节,要末烧失,要末以几百元一吨的价格看成燃料或者竹炭成品的原质料卖失。 如今,于中国科学院宁波质料技能与工程研究所(如下简称宁波质料所)研究员朱锦团队手中,这些曾经经的“废物”经由过程复合加工,变身为竹基禾塑复合质料。该新质料不仅能托举起4吨重物,还有能于零下20摄氏度的低温下连结高刚性与高韧性。 2026年头,双枪科技与宁波质料所签署专利实行许可合同,将该质料推向市场,并对准全世界范围约6000亿元的物流托盘财产。这是两边继“金钢瓷”新质料后的第二次互助,也是朱锦团队践行“研乃至用”,于“以竹代塑”国度战略下斥地的新赛道。 从“一烧了之”到“点废成金” 于中国,竹材加工财产有一个持久“隐痛”:因为竹子中空、壁薄、形状不法则,于现实加工中,会孕育发生跨越原料总质量40%以上的加工余料。 这些余料富含纤维素、半纤维素,不容易降解,也难以熔融,持久以来缺少高值化的处置惩罚手腕。传统的处置惩罚方式可能是将其碳化制成竹炭,不仅转化率低——五六吨余料只能产出一吨炭,附加值低,还有会孕育发生年夜量废气。 “这不仅是资源的巨年夜华侈,更是整个竹财产高质量成长的瓶颈。”朱锦对于《中国科学报》暗示。怎样让这“近一半”竹材阐扬应有的价值,成为朱锦团队开启相干研究的出发点。 彼时,学术界及财产界遍及参照“木塑复合质料”的思绪,将竹材余料研磨成粉,再与塑料复合。 然而,这条路很快碰到了“天花板”:竹材质地坚韧,研磨成粉能耗极年夜,成本甚至高在木粉;更主要的是,研磨历程粉碎了竹子自然的微纳级纤维布局,致使复合质料的机能平平,市场竞争力不足。 “既然竹粉粉碎布局不行,那咱们能不克不及反其道而行之,把竹材余料做成‘钢筋’?”该团队提出了一个倾覆性的设法:再也不把竹材磨成粉,而是经由过程技能冲破,将其制成保留原生纤维形态的“加强体”,与塑料基体复合,形成近似“钢筋混凝土”的骨架布局。 这一思绪催生了“竹基禾塑复合质料”的降生。其焦点立异于在两点:一是工艺立异,开发了顺应蓬松纤维形态的专用设备与模压技能,解决了传统挤出与注塑工艺中高含量纤维难如下料、易碳化、流动性差的难题;二是布局立异,乐成实现了竹材加工余猜中高含量、年夜尺寸原生纤维的直接使用,终极使质料的强度、模量及打击韧性周全逾越了传统的木塑或者竹粉填充复合质料。 当“科学年夜脑”牵手“财产哨兵” 一项好的试验室技能要超过“灭亡谷”,找到适合的财产伙伴至关主要。2024年,一个偶尔的时机,朱锦与双枪科技的代表萍水相逢。 彼时,双枪科技正面对行业共性难题:作为A股“竹业第一股”,其每一年孕育发生万吨级的竹材加工余料,处置惩罚成本昂扬。与此同时,朱锦团队也一直于寻觅能充实阐扬竹基禾塑质料极致机能的运用场景——高承重的工业物流托盘。 工业托盘市场巨年夜,但痛点较着——传统木托盘需熏蒸、易发霉,于食物、医药行业受限;纯塑料托盘太软,承重不足;木塑托盘机能又达不到主动化立体堆栈的动载要求。 “咱们的质料静载能达4吨,动载也能到达1.5吨,低温机能优秀,的确是给工业托盘量身定制的。”朱锦团队焦点成员、宁波质料所研究员那海宁回忆道。而双枪科技正好拥有不变的竹材余料供给、成熟的供给链及强烈的转型需求,这为两边的互助奠基了基础。 这次互助并不是偶尔,而是源在两边长达数年的信托堆集。早于多年前,双枪科技就曾经引进过朱锦团队研发的“金钢瓷”新质料餐具技能,用在替换传统的密胺餐具。从“金钢瓷”到“竹基禾塑”,两次互助的暗地里是宁波质料所团队“技能+财产”深度交融的理念——不仅提供配方,更陪伴企业举行工艺改造、设备定制及市场验证。 “技能转移是把技能给了企业,结果转化是技能酿成了能被市场接管的商品。”朱锦指出,“技能必然要流动起来,真正被市场运用,带来经济效益,为黎民糊口带来转变。” 界说“禾塑”,斥地绿色新赛道 2021年,朱锦团队特意将这种质料从传统的“木塑”中自力出来,定名为“禾塑复合质料”。朱锦告诉《中国科学报》,“禾”代表禾本科植物,好比竹、秸秆等,既点了然质料来历,也寄托了“以草代木”的绿色愿景。 “我国木料入口依靠度跨越70%,但竹子及秸秆资源富厚。禾塑质料的机能于许多方面均优在传统木料,握钉力更强,它不只是替换传统木料,更是一种机能上的逾越。”朱锦说。 当前,跟着与双枪科技互助的深切,竹基禾塑质料已经能满意主动化立体堆栈对于托盘持久抗变形的严苛要求,且范围化后质料成本估计仅为传统塑料托盘的70%摆布,竞争上风显著。 面向将来,那海宁暗示,今朝的技能堆集只是第一步,下一步要付与质料更多功效,如抗静电、阻燃等;于成品端,要从托盘拓展到车用繁杂布局件、户外建材等。 如今,竹基禾塑托盘可办事在光伏财产太阳能光伏板运输、新能源锂电池财产的运输,年夜型物流企业、口岸集团、化工企业等。除了此以外,竹基禾塑质料的运用场景还有可以笼罩汽车、工业、建材等多个范畴,如用在电动汽车的非布局型装饰零部件、室外装饰件等建材,用在替换传统塑料、木塑及木料,运用远景广漠。 从今朝已经转变整个板材行业的年夜豆基无醛胶黏剂到竹基禾塑复合质料,朱锦团队始终于回覆统一个命题:怎样让生物资资源再也不廉价燃烧,而因此高机能质料的姿态,从头界说黎民糊口。 “塑料自己没有错,错于利用及收受接管方式。”朱锦说,“咱们的方针不是简朴地替换塑料,而是使用中国最富厚的可再生生物资资源,创造出一种既能满意工业需求,又能实现绿色轮回的新质出产力。这条路,咱们方才放开。”
竹材加工余料。受访者供图