近日，國家林業(yè)和草原局竹子研究開發(fā)中心竹木高效加工團隊在柔性光轉換透明竹薄膜研究方面取得重要突破。研究團隊以0.2—0.4mm厚旋切或刨切薄竹為原料，通過“轉光劑-竹纖維骨架-樹脂”多級復合策略，構筑兼具光轉換與可生物降解特性的柔性光轉換透明竹薄膜（PTB），為智能溫室提供了生物基光調控方案。

來源：國家林草局竹子中心

在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)中，光轉換農(nóng)膜作為一種新型的農(nóng)業(yè)用膜，可以通過調控太陽光譜有效提升作物光合效率。但傳統(tǒng)農(nóng)膜90%以上依賴不可降解的石油基聚乙烯，長期使用導致土壤微塑料污染；同時，主流光轉換材料存在光轉換劑易遷移失效、力學性能不足、熱穩(wěn)定性差等問題，難以滿足農(nóng)業(yè)薄膜對透光性與機械強度的雙重需求。針對上述瓶頸，該研究開發(fā)了一種基于天然竹材的光-力協(xié)同功能材料——柔性光轉換透明竹薄膜。以0.2—0.4mm厚旋切或刨切薄竹為基底，經(jīng)脫木質素處理形成多孔結構，將高效轉光劑滲入竹材多級孔隙網(wǎng)絡結構，再經(jīng)環(huán)氧樹脂復合固化，實現(xiàn)了轉光劑的原位穩(wěn)定固載。該工藝解決了傳統(tǒng)涂覆方式存在的轉光劑遷移問題，同時充分發(fā)揮竹材的力學優(yōu)勢。所得PTB薄膜展現(xiàn)出86.3%的高透明度，其核心功能在于精準捕獲植物生長有害的紫外光，并將其高效轉化為可促進光合作用的紅光，顯著拓展了光合有效輻射范圍。

PTB在光學與力學性能上實現(xiàn)了雙重突破：一方面具備優(yōu)異的光譜調控能力，另一方面抗拉強度高達100.5 MPa，遠超傳統(tǒng)PE農(nóng)膜（約20 MPa）及多數(shù)生物基薄膜，并具有突出的熱穩(wěn)定性。擬南芥生長實驗驗證了其農(nóng)業(yè)應用價值：覆蓋PTB的植株最大光化學效率顯著提升，生物量指標明顯升高：葉片數(shù)量增加28.6%，鮮重與干重分別增長108.6%和118.2%。充分證明其通過紫外-紅光轉化機制有效優(yōu)化了光合作用進程。所開發(fā)的PTB薄膜不僅為智能溫室提供了生物基光調控方案，更開辟了“以竹代塑”的新路徑，對推進竹材高附加值利用和可持續(xù)農(nóng)業(yè)發(fā)展具有重要意義。

來源:中國林科院