竹材加工产业长期面临一个突出难题。
在竹子的加工过程中,由于其中空壁薄、外形不规则的特性,会产生超过原料总质量40%以上的加工余料。
这些富含纤维素、半纤维素的余料,传统处理方式多为碳化制炭,但转化率极低——五六吨余料仅能产出一吨竹炭,且在此过程中会产生大量废气污染,既造成资源浪费,也成为制约竹产业高质量发展的瓶颈。
为破解这一难题,中国科学院宁波材料技术与工程研究所研究员朱锦团队另辟蹊径。
他们摒弃了业界普遍采用的"木塑复合材料"思路——将竹材余料研磨成粉后与塑料复合。
这一传统方案存在两大缺陷:其一,竹材质地坚韧,研磨成粉的能耗巨大,成本甚至高于木粉;其二,研磨过程破坏了竹子天然的微纳级纤维结构,导致复合材料性能平庸,市场竞争力不足。
朱锦团队提出了颠覆性的创新思路:将竹材余料制成保留原生纤维形态的增强体,与塑料基体复合,形成类似钢筋混凝土的骨架结构。
这一创新包含两个核心突破。
在工艺层面,团队开发了适应蓬松纤维形态的专用装备与模压技术,解决了传统挤出与注塑工艺中高含量纤维难以下料、易碳化、流动性差的技术瓶颈。
在结构层面,成功实现了竹材加工余料中高含量、大尺寸原生纤维的直接利用,使材料的强度、模量和冲击韧性全面超越传统木塑或竹粉填充复合材料。
这一突破性材料的应用前景随即得到产业界关注。
2024年,朱锦团队与A股"竹业第一股"双枪科技的代表不期而遇。
双枪科技每年产生万吨级的竹材加工余料,处理成本高昂,正面临行业共性难题。
与此同时,朱锦团队也一直在寻找能充分发挥竹基禾塑材料极致性能的应用场景——高承重的工业物流托盘。
工业托盘市场规模巨大,全球市场约6000亿元,但现有产品普遍存在痛点。
传统木托盘需要熏蒸处理,易发霉变质,在食品、医药等行业应用受限;纯塑料托盘强度不足,难以满足高承重需求;木塑托盘性能则达不到自动化立体仓库的动载要求。
而竹基禾塑复合材料具有静载达4吨、动载达1.5吨的承重能力,且在零下20摄氏度低温条件下仍保持高刚性与高韧性,完全满足工业物流的严苛要求。
双方的合作并非突然碰撞,而是建立在多年信任积累的基础之上。
早在多年前,双枪科技就曾引进朱锦团队研发的"金钢瓷"新材料餐具技术,用于替代传统密胺餐具。
从"金钢瓷"到"竹基禾塑",两次合作的背后体现了宁波材料所团队"技术+产业"深度融合的理念——不仅提供配方,更陪伴企业进行工艺革新、装备定制和市场验证。
2026年初,双方正式签订专利实施许可合同,将这一新材料推向市场。
这一合作具有多重意义。
首先,它将竹材加工余料从低值燃料升级为高性能工程材料,实现了资源的高效利用和价值转化。
其次,符合国家"以竹代塑"战略方向,为循环经济和绿色制造提供了实践样本。
再次,朱锦团队通过该项目践行了"研以致用"的科研理念,在基础研究与产业应用之间架起了桥梁。
从“当作燃料”到“成为材料”,竹材余料的价值重估折射出我国制造业绿色转型的一个方向:以科技创新打通资源高效利用路径,以产业协同加速成果落地。
随着“以竹代塑”行动持续推进,能否把更多“被忽视的边角料”变成稳定可用的新供给,将成为衡量产业高质量发展的重要标尺。