在全球“雙碳”戰(zhàn)略背景下，我國(guó)《加快非糧生物基材料創(chuàng)新發(fā)展三年行動(dòng)方案》明確提出：2025年要實(shí)現(xiàn)非糧生物基材料在高端領(lǐng)域與化石基產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)的目標(biāo)。然而傳統(tǒng)生物質(zhì)材料存在易燃、易降解、熱穩(wěn)定性差等缺陷，導(dǎo)致其長(zhǎng)期被困于低端應(yīng)用場(chǎng)景，航空航天、新能源等領(lǐng)域的高端隔熱材料70%依賴進(jìn)口聚酰亞胺（PI）泡沫，長(zhǎng)期受到國(guó)外技術(shù)封鎖限制。
南京林業(yè)大學(xué)“寧以致遠(yuǎn)”團(tuán)隊(duì)擁有7年生物質(zhì)材料研發(fā)經(jīng)驗(yàn)，他們立足于林業(yè)工程專業(yè)，受到森林火災(zāi)中樹皮炭化層保護(hù)樹木的現(xiàn)象啟示，經(jīng)過(guò)反復(fù)實(shí)驗(yàn)和分析，團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)樹皮提取物單寧具有獨(dú)特的性能，可以有效解決生物質(zhì)基材料易燃燒、穩(wěn)定性差的問(wèn)題。單寧是一種廣泛存在于植物中的天然多酚類化合物，具有良好的抗氧化、阻燃和熱穩(wěn)定性。將林業(yè)副產(chǎn)物 —— 樹皮轉(zhuǎn)化為隔熱材料，不僅實(shí)現(xiàn)了 “變廢為寶” 的循環(huán)經(jīng)濟(jì)模式，還為解決傳統(tǒng)生物質(zhì)材料的缺陷提供了新的思路。
在將單寧應(yīng)用于生物質(zhì)基材料的研發(fā)過(guò)程中，團(tuán)隊(duì)面臨著諸多技術(shù)痛點(diǎn)。他們深入研究單寧與其他生物質(zhì)材料的復(fù)合機(jī)理，通過(guò)優(yōu)化材料配方和制備工藝，成功制備出了第一代單寧基特種多孔隔熱材料。該材料的阻燃性能得到了顯著提升，能夠滿足一般工業(yè)領(lǐng)域的需求。經(jīng)過(guò)七年的三次技術(shù)迭代，團(tuán)隊(duì)取得了豐碩的成果。該材料不僅具有優(yōu)異的熱穩(wěn)定性，能夠在高溫環(huán)境下長(zhǎng)時(shí)間使用，而且力學(xué)性能也得到了大幅提升，能夠承受一定的機(jī)械應(yīng)力。目前，項(xiàng)目相關(guān)產(chǎn)品各項(xiàng)指標(biāo)均通過(guò)權(quán)威檢測(cè)機(jī)構(gòu)認(rèn)證。例如，材料的阻燃等級(jí)達(dá)到了 UL94 V-0 級(jí)，熱導(dǎo)率低至0.025W/(m·k)。
“寧以致遠(yuǎn)” 團(tuán)隊(duì)的研發(fā)成果得到了行業(yè)的廣泛認(rèn)可，項(xiàng)目與浙江中裕通信有限公司等多家行業(yè)龍頭企業(yè)展開了深度合作。在導(dǎo)彈天線罩領(lǐng)域，單寧基特種多孔隔熱材料能夠有效保護(hù)天線罩在高速飛行和高溫環(huán)境下的性能穩(wěn)定，確保導(dǎo)彈的精準(zhǔn)制導(dǎo)。在新能源汽車電池緩沖層中，該材料能夠吸收電池在充放電過(guò)程中產(chǎn)生的熱量和振動(dòng)，提高電池的安全性和使用壽命。與傳統(tǒng)的化石基材料相比，單寧基材料具有綠色環(huán)保、可再生的優(yōu)勢(shì)，符合全球 "雙碳" 戰(zhàn)略的要求。隨著合作的深入，該材料在高端領(lǐng)域的應(yīng)用市場(chǎng)不斷拓展，不僅打破了國(guó)外企業(yè)的技術(shù)壟斷，降低了我國(guó)對(duì)進(jìn)口材料的依賴，還為我國(guó)相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供了有力支撐。
從實(shí)驗(yàn)室的研究，到科技型企業(yè)；從技術(shù)的開發(fā)，到產(chǎn)業(yè)反哺。項(xiàng)目負(fù)責(zé)人與團(tuán)隊(duì)成員實(shí)現(xiàn)了將論文寫在大地上的科研初心，帶動(dòng)“林廢回收-材料加工-產(chǎn)業(yè)升級(jí)”生態(tài)閉環(huán)，帶動(dòng)林產(chǎn)加工行業(yè)新質(zhì)生產(chǎn)力發(fā)展，拓展生物質(zhì)基材料在高端領(lǐng)域的應(yīng)用市場(chǎng)，煥發(fā)高端隔熱材料新“生”機(jī)。
