给高铁铺上“竹地板”
2024-05-09李轩畅
知识窗 2024年4期
李轩畅
提到高铁,人们想到的是它风驰电掣的速度和四平八稳的运行。提到竹子,人们想到的是它坚贞不屈的、淡泊名利的精神品质。这两者看起来没有关系,但是中国科研人员正在给高铁铺上“竹地板”。
这些竹制材料是由国际竹藤中心科研团队研发的。科研人员从建筑、家具等领域的竹子中得到灵感:如果把既坚固又轻盈的竹子铺到高铁上,一定可以起到节能降耗、提高运行的稳定性和安全性等作用。
当然,科研人员不会随便把竹子铺到高铁上,而是需要进行加工,将天然竹子变成竹炭塑板,然后再加入复合材料,制成竹缠绕复合材料。竹炭塑板是怎么制作的呢?首先要把竹子经过高温无氧炭化烧制,烧制成的竹炭可作为竹炭塑板的基础材料,热塑性高分子材料塑料可作为加工助剂,然后把聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯及它们的共聚物作为胶黏剂,最后制成具有多孔结构的竹炭塑板。接下来还要对这些材料进行二次冷压复合成型处理,得到由竹子构成、具有梯度层积结构、多孔隙结构和多层级界面的可再生轻质竹缠绕复合材料。
这种竹制材料铺进高铁,有哪些好处呢?首先,竹子是可再生资源,只要合理利用,对环境的影响甚微。其次,它精巧的壁层结构十分稳定,在运行平稳的高铁上不易损坏。再次,这种材料的孔隙率比较大,能够吸附杂音,有降低音压、缩短残音时长等功能。最后,竹缠绕复合材料的阻尼有助于减小材料结构的共振振幅,可避免高铁在高速运动中所产生动应力达到极限而对高铁造成结构破坏。目前,第一批竹缠绕复合材料已经安装在一些时速350千米的高鐵车厢底板上。
竹缠绕复合材料不仅能用在地板上,还能用于生活的各个领域。如汽车用竹纤维增强复合材料、竹源生物基降解塑料等制品,为我们的生活提供更多便利。