家里的旧T恤、破床单堆积如山?别急着扔!它们现在有机会“浴火重生”,变成能屏蔽手机信号、电脑辐射的高科技防护材料了。
近日,浙江理工大学纺织科学与工程学院(国际丝绸学院)先进功能涂层团队历经五年攻关,成功研发空气气氛下快速节能炭化技术,为废弃棉织物的高值化利用和绿色制造开辟新路径。
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前不久,该技术获得浙江省第十九届“挑战杯”大学生课外学术科技作品竞赛决赛金奖。此前,相关研究在《Chemical EngineeringJournal》《CompositesPartA: Applied Science and Manufacturing》等期刊上发表。
根据中国资源综合利用协会统计数据显示,预计到2030年,我国每年丢弃的旧衣数量将上升到5000万吨,平均每人每年将淘汰16件废旧衣服。其中,棉麻类制品因透气透湿性良好而广受欢迎,但其废弃后多被焚烧或填埋,不仅浪费资源,还会造成二次污染。
如何破解难题?“废棉炭化利用的核心在于突破能耗与时间瓶颈。我们的创新在于实现开放空气中快速炭化,不仅大幅降本,更让废旧棉布‘浴火重生’,蜕变为高性能电磁屏蔽炭材料。”浙江理工大学副教授、先进功能涂层团队骨干张艳说道。
防辐射的对比实验——炭织物包裹插线板的示意对比
据介绍,团队研发空气快速节能炭化技术,其技术核心是独创的“成炭涂层+热解自生保护气”工艺与精密构建的“仿神经元网络”导电结构。
简单说来,团队研发了一种特殊的“魔法涂料”,将其刷在旧棉布上。在不需要昂贵的密闭设备或惰性气体保护下,直接在普通空气里,用相对较低的温度进行“快速烧烤”,就可以达到理想的炭化效果。
这一过程中,在涂料的作用下,棉布自己会产生保护气体,防止烧成灰,最终变成一种有用的新材料——导电炭化棉布。
炭化织物在窗帘上的应用
“经过这种处理,柔软的旧棉布就变成了高性能的电磁屏蔽材料,日常生活中可制作成防辐射窗帘、屏蔽罩等用品。”张艳介绍道,“它能像盾牌一样有效阻挡各种电磁波干扰,屏蔽效能可在20-90dB范围内根据需要调整,最高能衰减99.9999999%的电磁波,兼具优异柔性、防火、耐酸碱等特性。”
此外,相比传统炭化的方法,其单位成本降低近48%,同时节能约47%、炭化时间缩短超96%。
目前,该成果已成功申请6项国家发明专利,并在浙江泰普森、千禧龙纤等企业完成试用验证,获得积极反馈。团队正加速推进与企业合作,开展工艺中试与规模化应用,打通产业链条。
超薄轻质——厚度0.4mm以下
同时,配套技术规范的编制工作也已启动,未来将通过培训、合作等方式加速技术推广落地。
当前,项目已构建了“高校原创研发—企业试用转化—产业应用推广”的闭环路径,高效实现了科研成果转化,为循环经济和绿色制造树立了可复制样板。
“接下来,我们会继续努力,用科技的力量推动纺织行业更环保、更可持续,为建设绿色家园贡献智慧。”张艳表示。
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