基本信息
- 項目名稱：
- 用于電磁波屏蔽的“金屬/秸稈”復合功能材料
- 小類：
- 能源化工
- 大類：
- 科技發(fā)明制作B類
- 簡介：
- 這是一個兼具環(huán)境效益和經(jīng)濟效益的作品，將秸稈表面金屬化，用于電磁波屏蔽，在國內(nèi)外不多見，屬于原創(chuàng)性作品。作品對于減少污染物的排放，促進資源的回收及再利用有重要意義。“金屬/秸稈”復合功能材料，用于電磁波屏蔽，原材料易得，生產(chǎn)成本低，工藝過程環(huán)保，產(chǎn)品市場潛力大。
- 詳細介紹：
- 禁止焚燒秸稈是一個老話題，也是一個老難題。從三夏到三秋，這個難題一直不能徹底根除。雖然大家都知道，焚燒秸稈會造成嚴重的環(huán)境污染，甚至有可能引發(fā)火災事故；雖然環(huán)保部門的監(jiān)控水平越來越先進，各級政府對待禁止秸稈焚燒的態(tài)度不可謂不堅決，然而為什么這個現(xiàn)象還會屢禁不止呢？說到底，還是農(nóng)民沒有為自己田里的秸稈找到便捷、實惠、經(jīng)濟的去處。如果不能為秸稈找到一條合適的出路，秸稈禁燒必然是治標不治本。將秸稈簡單處理，作為功能材料，是秸稈處理的一條新出路，對推動傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)向高附加值生態(tài)農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)化有示范作用。 隨著信息技術(shù)的飛速發(fā)展，電磁信號，由于其易受外界電磁干擾而出現(xiàn)動作失誤，從而帶來嚴重后果。從電磁信號泄露失密方面而言，無論軍事機密或是商業(yè)機密，通過電磁波的泄露，都會給相關(guān)單位造成極大的損失，為此必須采取相應(yīng)的屏蔽措施；從預防電磁波污染來講，現(xiàn)在對各種電磁污染危害的防護已引起環(huán)保部門和有關(guān)方面的高度重視，屏蔽電磁污染使其限定在一定區(qū)域，已成為環(huán)保領(lǐng)域最為活躍的研究課題之一?！敖饘?非金屬”復合功能材料是一類性能優(yōu)異的電磁波屏蔽材料，以秸稈為基材制備“金屬/秸稈”復合功能材料在國內(nèi)外尚無先例，但以其他材料（如亞麻、木材、棉花、蠶絲、玻璃纖維、碳纖維、聚合物材料等）為基材的“金屬/非金屬”復合功能材料比較多見。 木材的主要成分是纖維素、半纖維素和木質(zhì)素；上世紀80年代，日本學者對木材刨花、單板化學鍍以及制品的導電性和電磁屏蔽性進行了廣泛研究；國內(nèi)對木材電磁屏蔽的研究主要集中在北京林業(yè)大學、東北林業(yè)大學等科研院所，相關(guān)技術(shù)已經(jīng)十分成熟。秸稈的主要成分也是纖維素、半纖維素和木質(zhì)素，其總量占秸稈的80%以上，即用于木材的成熟的加工工藝同樣可以適用于秸稈，這是本作品得以成功的關(guān)鍵。 本作品目前所涉及的秸稈為麥秸稈、稻秸稈等，金屬為銀、銅等。需要說明的是，本作品的技術(shù)工藝原理可應(yīng)用于幾乎所有的植物秸稈及大部分的金屬種類。作品的應(yīng)用領(lǐng)域為電磁波屏蔽。 本作品的科學先進性在于：秸稈為綠色可再生資源，將秸稈代替木材，首次成功制備出用于電磁波屏蔽的“金屬/秸稈”復合功能材料。從作品本身來說，“金屬/秸稈”復合材料是一種全新的體系，從無到有，是一項創(chuàng)新性工作。
作品圖片
作品專業(yè)信息
設(shè)計、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標
- 發(fā)明目的：“金屬/秸稈”復合功能材料是一種環(huán)境友好型材料?？蓮V泛用于建筑物墻體大面積的電磁屏蔽，以及精密儀器外包裝電磁屏蔽等，具有極大的市場前景和應(yīng)用價值。 基本思路：“金屬/木材”復合功能材料的制備工藝十分成熟,相關(guān)應(yīng)用領(lǐng)域也比較廣泛;秸稈與木材有相近的物質(zhì)組分,用秸稈代替木材制備“金屬/秸稈”復合功能材料,可有效節(jié)約木材使用量;另一方面，如果能將秸稈有效利用，提高其經(jīng)濟價值，可有效減少污染物的排放、促進資源的回收及再利用，在推進農(nóng)村可持續(xù)發(fā)展、提高農(nóng)民收益方面具有極其重要的意義。 創(chuàng)新點： 1.本作品以秸稈作為基材，制備出“金屬/秸稈”復合功能材料，用于電磁波屏蔽，在國內(nèi)外并無先例。 2. 本作品是一種資源節(jié)約型、環(huán)境友好型和生態(tài)文明型材料。 3. 本作品提供了一種適合于所有秸稈材料的原理性工藝技術(shù)，金屬層與秸稈之間為化學鍵連接，復合材料可靠性高。 技術(shù)關(guān)鍵：1.秸稈基材表面改性，通過分子自組裝工藝，嫁接活性基團。 2. 優(yōu)化秸稈表面金屬薄膜的制備工藝，確定良好鍍層的最佳配方及工藝條件。 3. 建立“金屬/秸稈”復合功能材料用于電磁波屏蔽的評價指標。 主要技術(shù)指標： 1. 電磁波屏蔽效能（0.15~1050 MHz）：> 40dB. 2. “金屬/秸稈”復合材料的導電率：> 104 S/cm. 3. 金屬膜與秸稈的剝離強度：能通過3M公司 思高?膠帶的測試.
科學性、先進性
- 本作品的科學先進性在于：秸稈為綠色可再生資源，將秸稈代替木材，首次成功制備出用于電磁波屏蔽的“金屬/秸稈”復合功能材料。從作品本身來說，“金屬/秸稈”復合材料是一種全新的體系，從無到有，是一項創(chuàng)新性工作。
獲獎情況及鑒定結(jié)果
- 無
作品所處階段
- 中試階段
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
- 專利轉(zhuǎn)讓，技術(shù)合作，技術(shù)支持
作品可展示的形式
- 實物、圖片
使用說明,技術(shù)特點和優(yōu)勢,適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說明,市場分析,經(jīng)濟效益預測
- 技術(shù)特點和優(yōu)勢在于：（1）原材料來源廣泛，儲藏豐富，成本低廉。（2）生產(chǎn)設(shè)備投入少，只需常規(guī)的反應(yīng)池，及簡單的烘干設(shè)備。（3）工藝過程環(huán)保，基本上可做到“三廢”零排放。（4）工藝穩(wěn)定可靠，安全性高。（5）技術(shù)易于掌握，便于培訓農(nóng)民。 技術(shù)性說明：由于金屬鍍層與秸稈表面通過化學鍵相連接，且原位生成，本作品具有高剝離強度、高導電性、高電磁波屏蔽效能等優(yōu)點，能通過3M公司思高?膠帶的測試；“金屬/秸稈”復合材料在0.15~1050 MHz的范圍內(nèi)，電磁波屏蔽效能大于40dB；作品成本低廉、制作工藝簡單，可廣泛用于建筑物墻體大面積的電磁屏蔽，以及精密儀器外包裝電磁屏蔽等，具有極大的市場前景和應(yīng)用價值。 實施秸稈“功能材料化”是一種粗放型經(jīng)濟向節(jié)約型經(jīng)濟的發(fā)展，是低投入、低消耗、低排放和高效率的節(jié)約型增長方式。 經(jīng)濟效益：秸稈“功能材料化”的實施，可使秸稈（以小麥秸稈為例）的“身價”由現(xiàn)在的0.2元/公斤上升到1元/公斤，經(jīng)過簡單去葉、剪切過的秸稈可達到2~3元/公斤。
同類課題研究水平概述
- 以秸稈為基材制備“金屬/秸稈”復合功能材料在國內(nèi)外尚無先例，但以其他材料（如亞麻、木材、棉花、蠶絲、玻璃纖維、碳纖維、聚合物材料等）為基材的“金屬/非金屬”復合功能材料比較多見。 “金屬/非金屬”復合功能材料的制備方法是在非金屬材料表面鍍覆一層金屬層，鍍覆金屬層的方法有：化學氣相沉積、真空蒸鍍、噴涂、離子濺射、電鍍、化學鍍等。由于非金屬材料表面不規(guī)整，以及本身不導電（碳纖維除外），通常使用化學鍍的方法獲得包覆完整的金屬層。 化學鍍技術(shù)是在金屬的催化作用下，通過可控制的氧化還原反應(yīng)產(chǎn)生金屬的沉積過程。與電鍍相比，化學鍍技術(shù)具有鍍層均勻、針孔小、不需直流電源設(shè)備、能在非導體上沉積等特點。另外，由于化學鍍技術(shù)廢液排放少，對環(huán)境污染小以及成本較低，在許多領(lǐng)域已逐步取代電鍍，成為一種環(huán)保型的表面處理工藝。 木材的主要成分是纖維素、半纖維素和木質(zhì)素；上世紀80年代，日本學者對木材刨花、單板化學鍍以及制品的導電性和電磁屏蔽性進行了廣泛研究；國內(nèi)對木材化學鍍的研究主要集中在北京林業(yè)大學、東北林業(yè)大學等科研院所，相關(guān)技術(shù)已經(jīng)十分成熟。 秸稈的主要成分也是纖維素、半纖維素和木質(zhì)素，其總量占秸稈的80%以上，即用于木材的成熟的化學鍍工藝同樣可以適用于秸稈，這為作品的實施提供了技術(shù)保障。 本作品對于秸稈的綜合利用，減少秸稈的廢棄與焚燒，對保護環(huán)境、節(jié)約森林資源有重要意義。
