南京林业大学首创生物基特种隔热材料

在全球“双碳”战略背景下, 我国<加快非粮生物基材料创新发展三年行动方案>明确提出:2025年要实现非粮生物基材料在高端领域与化石基产品竞争的目标. 然而传统生物质材料存在易燃, 易降解, 热稳定性差等缺陷, 导致其长期被困于低端应用场景, 航空航天, 新能源等领域的高端隔热材料70%依赖进口聚酰亚胺(PI)泡沫, 长期受到国外技术封锁限制.
南京林业大学“宁以致远”团队拥有7年生物质材料研发经验, 他们立足于林业工程专业, 受到森林火灾中树皮炭化层保护树木的现象启示, 经过反复实验和分析, 团队发现树皮提取物单宁具有独特的性能, 可以有效解决生物质基材料易燃烧, 稳定性差的问题. 单宁是一种广泛存在于植物中的天然多酚类化合物, 具有良好的抗氧化, 阻燃和热稳定性. 将林业副产物 —— 树皮转化为隔热材料, 不仅实现了 “变废为宝” 的循环经济模式, 还为解决传统生物质材料的缺陷提供了新的思路.
在将单宁应用于生物质基材料的研发过程中, 团队面临着诸多技术痛点. 他们深入研究单宁与其他生物质材料的复合机理, 通过优化材料配方和制备工艺, 成功制备出了第一代单宁基特种多孔隔热材料. 该材料的阻燃性能得到了显著提升, 能够满足一般工业领域的需求. 经过七年的三次技术迭代, 团队取得了丰硕的成果. 该材料不仅具有优异的热稳定性, 能够在高温环境下长时间使用, 而且力学性能也得到了大幅提升, 能够承受一定的机械应力. 目前, 项目相关产品各项指标均通过权威检测机构认证. 例如, 材料的阻燃等级达到了 UL94 V-0 级, 热导率低至0. 025W/(m·k).
“宁以致远” 团队的研发成果得到了行业的广泛认可, 项目与浙江中裕通信有限公司等多家行业龙头企业展开了深度合作. 在导弹天线罩领域, 单宁基特种多孔隔热材料能够有效保护天线罩在高速飞行和高温环境下的性能稳定, 确保导弹的精准制导. 在新能源汽车电池缓冲层中, 该材料能够吸收电池在充放电过程中产生的热量和振动, 提高电池的安全性和使用寿命. 与传统的化石基材料相比, 单宁基材料具有绿色环保, 可再生的优势, 符合全球 双碳 战略的要求. 随着合作的深入, 该材料在高端领域的应用市场不断拓展, 不仅打破了国外企业的技术垄断, 降低了我国对进口材料的依赖, 还为我国相关产业的发展提供了有力支撑.
从实验室的研究, 到科技型企业;从技术的开发, 到产业反哺. 项目负责人与团队成员实现了将论文写在大地上的科研初心, 带动“林废回收-材料加工-产业升级”生态闭环, 带动林产加工行业新质生产力发展, 拓展生物质基材料在高端领域的应用市场, 焕发高端隔热材料新“生”机.