“炼竹为钢”!竹材“变身”柔性电极材料

2022-03-04 10:20:56   来源:科技日报

我国木材资源严重短缺,木材供应安全保障形势严峻,但具备可再生、能降解、易加工且强度高、成本低等优点属的竹材资源却相当丰富。随着竹材加工业的发展,其产品由最初的手工制品发展到各类竹材人造板,广泛应用于建筑、装饰、家居等领域。然而,目前的竹产品类型和能单一、附加值较低,该如何提高传统竹产品的附加值?

3月3日,记者从中国林业科学研究院获悉,为进一步高效利用竹材的天然组织结构和精细的细胞结构,发挥其优良的生物学特,该院木材工业研究所于文吉创新团队在高能竹基纤维复合材料的基础上,开展了以竹材细胞为单元的重组材料研究,并成功制备出基于竹结构的柔电极材料,相关研究成果于2月25日发表在国际著名期刊《自然》子刊《npj—柔电子》上。

此前,于文吉创新团队经过十年的研发,开发出了以“竹钢”为代表的高能竹基纤维复合材料,实现了“炼竹为钢”,并成功应用于风电桨叶制造和建筑结构等应用领域,使我国竹材产业化位居世界领先水

与其他生物质材料相比,竹材具有生长速度快、纤维强度高等独特优势。其组织结构更是相对简单,主要由薄壁细胞和纤维细胞组成。具有养分储存和运输功能的薄壁细胞紧紧包裹在纤维细胞周围,纤维细胞主要提供机械支撑并促进水和无机盐运输,薄细胞壁上有大量微米级的孔隙,这些天然孔结构为相邻细胞之间的生物量交换提供通道,并促进能量储存。

于文吉介绍说,该柔电极材料受天然竹材组织的灵感启发,通过对竹材细胞进行分离、改和重组,一方面保留了竹材细胞天然的精细结构,以满足储能装置中复杂的物质传输和相互协同;另一方面通过分别赋予不同细胞优异的导电和多尺度孔隙结构,以实现其在储能装置中的电子传输和高效储能。该电极材料组装的柔超级电容器由于其出色的柔韧以及细胞之间优异的变形协调,以任意角度弯曲时均能保持良好的能,其编织成的可穿戴手环能够为微型数字电压表供电。

据了解,重量轻、成本低、能量密度高的竹结构柔电容器,可以广泛应用于智能纺织领域,实现竹材的高附加值利用,拓宽竹材的应用领域。而且这项以竹材为灵感的研究为基于竹材细胞精细结构重组储能装置的开发提供了一个潜在方向。(通讯员 林秋琴 黄宇翔 科普时报记者 胡利娟)

标签: 炼竹为钢 竹材变身 柔性电极材料 电极材料

相关阅读

“炼竹为钢”!竹材“变身”柔性电极材料

科技

我国木材资源严重短缺,木材供应安全保障形势严峻,但具备可再生、能降解、易加工且强度高、成本低等优点属性的竹材资源却相当丰富。随着竹

2022-03-04

新型柔性燃料电池复合材料问世 这种会“呼

科技

近年来,便携式可穿戴电子设备迅速发展,安全又柔软的电池成为科学家着力攻关的方向。记者3月3日从中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所

2022-03-04

女性为何更容易患阿尔茨海默病?科学家首次

科技

记不清刚说过的话,想不起刚做过的事,认不出陪伴身边的人……阿尔茨海默病作为全球最难治愈的疾病之一,有着脑海中的橡皮擦之称。目前,全

2022-03-04

首个国产重组新冠病毒蛋白疫苗获批上市

科技

3月1日,国家药品监督管理局附条件批准智飞龙科马重组新型冠状病毒蛋白疫苗(CHO细胞)上市注册申请。该疫苗是首个获批的国产重组新冠病毒蛋

2022-03-04

生物炭调控熏蒸剂消毒后土壤微生物群落恢复

科技

近日,中国农业科学院植物保护研究所土壤有害生物防控创新团队联合多组学分析和同位素标记法,揭示了生物炭调控熏蒸剂消毒后土壤微生物群落

2022-03-03

“炼竹为钢”!竹材“变身”柔性电极材料

科技

我国木材资源严重短缺,木材供应安全保障形势严峻,但具备可再生、能降解、易加工且强度高、成本低等优点属性的竹材资源却相当丰富。随着竹

2022-03-04

新型柔性燃料电池复合材料问世 这种会“呼吸”的燃料电池安全又柔软

科技

近年来,便携式可穿戴电子设备迅速发展,安全又柔软的电池成为科学家着力攻关的方向。记者3月3日从中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所

2022-03-04

女性为何更容易患阿尔茨海默病?科学家首次揭示新病因

科技

记不清刚说过的话,想不起刚做过的事,认不出陪伴身边的人……阿尔茨海默病作为全球最难治愈的疾病之一,有着脑海中的橡皮擦之称。目前,全

2022-03-04

首个国产重组新冠病毒蛋白疫苗获批上市

科技

3月1日,国家药品监督管理局附条件批准智飞龙科马重组新型冠状病毒蛋白疫苗(CHO细胞)上市注册申请。该疫苗是首个获批的国产重组新冠病毒蛋

2022-03-04

生物炭调控熏蒸剂消毒后土壤微生物群落恢复及氮代谢研究获进展

科技

近日,中国农业科学院植物保护研究所土壤有害生物防控创新团队联合多组学分析和同位素标记法,揭示了生物炭调控熏蒸剂消毒后土壤微生物群落

2022-03-03

曙光古裂腹鱼类化石研究取得新线索

科技

近日,兰州大学地质科学与矿产资源学院闫德飞教授团队对采自柴达木盆地渐新统中一批新的裂腹鱼类化石(距今约3000万年)进行了研究,通过与相

2022-03-03

二甲双胍“另辟蹊径”产生功效 “科学谜题”有答案了

科技

二甲双胍作为治疗糖尿病最常用药物对大众来说并不陌生。近年来,一些临床研究发现,除了降低血糖,二甲双胍在缓解脂肪肝、保护心血管、抑制

2022-03-03

造血干细胞移植疗法点燃人类攻克艾滋病的希望

科技

人类距离攻克艾滋病还有多远?近日,一份来自美国研究团队的报告似乎又让这个距离缩短了一大步。报告显示,一名来自纽约的女性艾滋病病毒(HI

2022-03-03

“药物工厂”6天根除小鼠癌症 或在今年秋天开始人体临床试验

科技

据《科学进展》杂志2日在线报道,美国莱斯大学的生物工程师表示,他们使用针头大小的可植入药物工厂持续提供高剂量白细胞介素-2,在短短6天

2022-03-03

研究发现:霸王龙样本需被重新归类为3个类别

科技

据近日一项发表在《演化生物学》上的研究,科学家通过对暴龙属的遗骸分析,发现不同样本的股骨、其他骨骼和牙齿结构存在差异,或表明霸王龙

2022-03-03

遇见旗袍是于万千人群中的惊鸿一瞥 沿途洒满了爱的芬芳

旗袍,中国和世界华人女性的传统服装,被誉为中国国粹和女性国服。虽然其定义和产生的时间至今还存有诸多争议,但它仍然是中国悠久服饰文化

北京市电影院有序恢复开放 周五预售部分场次已满座

7月21日,北京市政府发布《北京市电影局关于在疫情防控常态化条件下有序推进电影院恢复开放的通知》,宣布全市低风险地区影院,可于7月24日

近期持续强降雨影响 第46届武汉渡江节因长江水位过高取消

武汉7·16渡江节组委会14日发布公告,由于长江武汉关水位超警戒水位,按照规定取消2020年第46届武汉7·16渡江节。受近期持续强降雨影响,

“非遗”普及受众最看重“动手”参观大师工作室非常享受

过去一段时间,国家级非遗项目灰塑传承人邵成村,多次在陈家祠等工作现场,向身边那些带着好奇目光的人们讲解灰塑的种种技术细节:草根灰、

璧山冷酒夜市 丰富市民夜间文旅活动

7月13日,位于璧山区南门唐城夜市街区的璧山冷酒夜市开街。这是璧山区打造夜间经济消费载体、培育夜间经济活动品牌的举措之一。璧山市民一

去年我国中小企业实现恢复性增长 政策持续加码助力中小企业平稳发展

中小企业是稳定工业经济的重要力量,党中央把促进中小企业发展作为长期战略。2021年我国中小企业实现了恢复性增长,规上中小企业收入利润同

工银瑞信累计创造投资回报4707亿元 夯实投研能力建设

公募基金行业的本质是受人之托,代人理财,首要社会责任就是为广大投资者提供优质的资产管理服务。作为国内首家银行系基金公司,工银瑞信始

海底捞年底前关店300家 股价开始反弹近两个交易日累计上涨10.47%

海底捞在发布年底前逐步关停300家左右门店的公告后,股价奇迹般开始反弹,11月8日最高涨幅达11 4%,近两个交易日累计上涨10 47%。半年报数

相关单位发布关于虎谷峡游客碰撞事故的声明

关于虎谷峡游客碰撞事故的声明2020年8月19日下午约13点30分,在我公司虎谷峡景区,部分游客乘坐下山玻璃滑道时,因突降暴雨、滑速过快,导

旋极信息实控人陈江涛被出具警示函近5.71亿股被司法冻结 公司重大资产重组不顺或"难产"

上市公司旋极信息(300324,股吧)目前似乎面临着一些尴尬的问题:实控人陈江涛被出具警示函,所持近5 71亿股被司法冻结,公司重大资产重组不

宁波高发:公司电子换挡器产品有旋钮式、按键式及怀挡式 目前尚未进入特斯拉供应体系

宁波高发(17 78 -3 32%,诊股)在互动平台回复投资者提问时表示,公司电子换挡器产品有旋钮式、按键式及怀挡式,公司目前尚未进入特斯拉供应