刊登日期 : 2021-10-03
被稱為中國「新四大發明」之一的高鐵，令出行變得愈來愈方便，如今科研工作者們更是研發出用竹子製造高鐵部件的創新技術。「竹子高鐵」不僅堅固耐用，還具備環保、重量輕的優點，這種中國南方的常見植物，未來或許將陪伴我們「日行千里」。
竹製材料不易變形 可用於高鐵車廂部件
竹子這種具有東方意象的植物，從古至今都是中國人生活中必不可少的元素。小至筷子，大到建築物腳手架，甚至建築物都能用竹子制成。通過現代技術，竹子的性能還能進一步提升，甚至能夠用於制造高鐵車廂內部部件。經過專門機構驗證，這種新型竹材料能夠承受1萬小時的靜壓測試，抗變形能力遠超鋼鐵等金屬材料。
用來製造高鐵部件的新型竹材料採用「竹纏繞技術」製作，這是一種先進的特殊工藝，簡單來說是以竹子為基材，採用樹脂作為膠合劑，再用纏繞工藝進行加工。
基礎材料一般會選用集成竹材、層積竹材、竹纖維板或重組竹材等半成品，切刨之後獲得0.15到1.5毫米厚度的薄竹片，利用機械手段纏繞在產品模型之上，再使用成本相對較低的氨基樹脂進行膠合處理。待到樹脂完全固化之後，通過特殊手段脫模，形成最終產品。
「竹纏繞技術」本質是一種竹材再加工技術，它的加工方式靈活，生產過程高度自動化，並且材料來源廣，利用率也非常高。經過這種工藝之後，竹子就變成了一種新型的生物材料。
相比起木材等其他常用材料，竹纏繞複合材料具備一定的特殊能力，而且還保留了竹子的韌性，可以形成曲體制品。它的抗壓強度是木材的1.2到2倍，抗拉強度更達到2到25倍。
竹製材料輕巧 可顯著節省高鐵動能
更重要的是，竹材的重量比木材和鋼鐵更輕，如果中國高鐵全面採用這種材料，整體的重量將下降20%，帶來的最顯著效果就是節省帶動車廂所需的能量，每年在動車系統的電力上節省的資金就可能高達數百億人民幣。
目前，首先研發出這項技術的浙江蕭山一間科研機構的工作者們，正繼續研究如何令竹製材料不發黴和防火，為「竹子高鐵」日後的推廣打好基礎。
該機構的副總工程師表示，單是對竹纏繞複合管進行壓力測試，技術團隊就進行了上萬次實驗。經過長達12年的研發，目前團隊已獲得171項專利，並編制了相關行業標準及國家標準。
他又表示，竹材料更大的價值在於生態。「竹纏繞複合材料是一種不折不扣的綠色材料，中國目前每年能生產1.5億噸竹子，但有效利用的僅有4,000萬噸」。據估算，如將每年1.1億噸閑置竹資源制成竹纏繞制品，替代鋼材、水泥、塑料制品等，將可節約1.4億噸標準煤，減排3.5億噸二氧化碳。
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