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樹皮 “變身” 高端隔熱材料！南京林業大學團隊打破國外技術壟斷

文章來源：賢集網更新時間：2025-06-24 15:56:46

在全球 “雙碳” 戰略加速推進的大背景下，我國高端隔熱材料領域卻面臨著嚴峻挑戰。航空航天、新能源等領域所需的高端隔熱材料中，70% 依賴進口聚酰亞胺（PI）泡沫，長期遭受國外技術封鎖。不過，這一局面正迎來轉機 —— 南京林業大學 “寧以致遠” 團隊成功開發出非糧生物基特種隔熱材料，為打破技術壁壘、推動行業發展帶來新希望。

靈感源于自然，開啟研發新征程

傳統生物質材料因易燃、易降解、熱穩定性差等缺陷，長期局限于低端應用場景，難以滿足高端領域對隔熱材料的嚴苛要求。與此同時，我國高端隔熱材料70%依賴進口聚酰亞胺（PI）泡沫，長期受到國外技術封鎖限制，嚴重制約著航空航天、新能源等關鍵產業的發展。

而我國《加快非糧生物基材料創新發展三年行動方案》明確提出，2025 年要實現非糧生物基材料在高端領域與化石基產品競爭的目標，這對相關技術研發提出了迫切需求。

南京林業大學“寧以致遠”團隊憑借7年生物質材料研發經驗，從一場森林火災中獲得靈感。他們觀察到，火災中樹皮炭化層能有效保護樹木，由此展開深入研究與分析，發現樹皮提取物單寧具備獨特性能，可有效克服生物質基材料易燃和穩定性差等難題。

單寧作為廣泛存在于植物中的天然多酚類化合物，具有出色的抗氧化、阻燃和熱穩定性，成為團隊研發的關鍵突破口。將林業副產物樹皮轉化為隔熱材料，不僅契合循環經濟“變廢為寶”的理念，更為解決傳統生物質材料缺陷、打破國外技術壟斷提供了全新思路。

攻克技術難關，實現材料性能飛躍

在攻克技術難關、實現材料性能飛躍的過程中，研發團隊始終秉持科學嚴謹的態度和堅持不懈的探索精神。面對單寧在生物質基材料中應用的技術瓶頸，他們搭建分子動力學模擬平臺，結合核磁共振、紅外光譜等分析手段，經過反復實驗和分析系統研究單寧與纖維素、木質素等天然高分子間的氫鍵、π-π堆疊等相互作用機制。

為解決多孔結構構建難題，團隊設計多組實驗配方，創新引入海藻酸鈉等綠色交聯劑，搭配超臨界二氧化碳環保發泡工藝，突破傳統生物質材料成型易塌陷、孔徑不均的困境，成功制備出孔隙率可控、結構穩定的單寧基特種多孔隔熱材料。

在此基礎上，團隊組建跨學科攻堅小組，將納米材料科學與材料工程學深度融合，通過原位聚合、溶液共混等技術，在材料內部均勻分散納米二氧化硅、石墨烯等增強體，并利用表面接枝改性調控界面結合力。

歷經七年的日夜攻關，完成從實驗室小樣到中試生產的三代技術迭代，不僅使材料熱導率穩定在0.025W/(m?K)，阻燃等級達UL94V-0級，成功跨越從科研成果到工業化應用的“死亡之谷”，樹立起高性能環保隔熱材料領域的新標桿。

多元應用凸顯材料價值，打破壟斷賦能產業升級

“寧以致遠” 團隊的研發成果一經推出，便獲得行業廣泛認可，并迅速與浙江中裕通信有限公司等多家行業龍頭企業展開深度合作。

在新能源汽車電池緩沖層應用中，該材料可吸收電池充放電過程中產生的熱量和振動，顯著提高電池安全性和使用壽命。與傳統化石基材料相比，單寧基材料綠色環保、可再生的優勢尤為突出，完全契合全球 “雙碳” 戰略要求，成為高端領域材料應用的理想選擇。

隨著合作持續深入，單寧基特種隔熱材料在高端領域的應用市場不斷拓展。這一成果不僅打破了國外企業在高端隔熱材料領域的技術壟斷，大幅降低我國對進口材料的依賴，更為相關產業發展提供了強有力的支撐。

從實驗室研究到科技成果轉化，從技術開發到產業反哺，項目負責人與團隊成員踐行了將論文寫在大地上的科研初心。他們帶動了 “林廢回收 - 材料加工 - 產業升級” 的生態閉環，為林產加工行業注入新質生產力，進一步拓展了生物質基材料在高端領域的應用市場，讓高端隔熱材料煥發新的生機，為我國高端制造業發展和 “雙碳” 目標實現貢獻重要力量。

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