三维导电木材

暂缺《三维导电木材》作者简介

人类历史发展的长河中，木材作为一种绿色、天然、可再生的结构材料，在众多领域中发挥着重要作用，但其含水率受环境的影响，且木材加工过程产生的废料及实际使用中淘汰的废料存在占地面积大、难降解、易滋生大量有害微生物等弊端，这也极大地影响着木材的应用范围。同时，随着社会的进步，木材作为一种绝缘性材料，也极大地限制了其在导电领域的应用。因此，在科技飞速发展的今天，将废弃木质材料进行资源化利用，如赋予其导电性能是一个极具历史使命的任务。现有导电材料中的金属，其资源日益枯竭，且具有冶炼过程中的环境问题较严重、加工较难、成品质量重、对电磁波的强烈反射作用易引起二次干扰等缺点，限制了它的适用性。导电聚合物、炭系材料及表面活性剂易发生凝聚，需借助其他基质材料加工制作。因此，为缓解不可再生资源的压力，减缓日益严重的环境问题，探索绿色无污染的导电材料迫在眉睫。木材是一种具有微米至纳米级多尺度结构的绿色绝缘材料，具有可再生、隔声、调温调湿及装饰性能等优点，其天然的骨架形态可作为生成其他材料的基质模板，多孔通道表面富含大量的活性位点（碳自由基）和基团（游离性羟基、羧基等），可进行一系列的物理、化学反应。废弃木质材料赋予木材导电性能后，其除可作为抗静电材料、电磁屏蔽材料、电热材料、储能材料应用于绿能电子、生物装置系统、超级电容器、太阳能电池、集成电路模板等微电子元件领域外，还可应用于数据传感、医学、有机半导体等领域，且也避免了废弃木质材料带来的一系列环境问题。《三维导电木材》共分为3部分。首先，以实体人工林杨木为基质模板，将氧化石墨烯（GO）前驱体进行浸渍处理，采用绿色化学法、间歇式机械力热压法、隔氧热还原法致使还原性氧化石墨烯（rGO）在木材基质模板中原位生长，制备出3种新型三维导电木材，并对rGO在3种条件下的生长机理、材料的导电机理、材料的电磁屏蔽一吸波性能及物理力学性能进行了探讨。其次，以速生林北京杨为试材，硫酸铜为金属盐，乙二胺四乙酸二纳和酒石酸钾钠为双络合剂，次亚磷酸钠为还原剂，硫酸镍为催化剂，氢氧化钠为pH调节剂，利用真空浸渍法和基于活立木蒸腾作用的点滴注射法将前驱体溶液导入试材内部，制备新型的金属络合物改性木材，赋予实体木材导电性能。测量不同工艺条件下金属络合物改性木材的导电性能，确定工艺，且通过X射线衍射仪（XRD）、傅立叶红外光谱仪（FTIR）、扫描电子显微镜（SEM）和光电子能谱仪（EDX）对金属络合物改性木材的结...