前言

当前，“以竹代塑”已纳入国家 “十五五” 规划纲要，成为我国生物基材料与绿色低碳产业的核心赛道。2023年中国竹产业产值已达5412亿元，但行业长期面临初级产品占比高、附加值偏低、成本偏高、替代效率不足等瓶颈，高端化、功能化、可规模化的竹基新材料成为产业突围关键。

2026 年 4 月，赣南师范大学竹基新材料与物质转化工程研究中心联合科研机构，在竹材高值化利用领域取得里程碑式突破——成功研发天然梯度孔结构竹源多功能泡沫，相关成果发表于国际权威期刊《Advanced Functional Materials》，为 “以竹代塑” 在保温、隔音、缓冲、包装等领域的规模化替代，提供了全新技术路线与高性能解决方案。

一、核心技术突破：从嫩竹到梯度功能泡沫，重构竹基材料性能边界

该竹源梯度泡沫以赣南本土嫩竹为原料，依托快速可再生竹资源特性，突破传统竹材加工与泡沫材料制备的双重局限，形成三大核心技术优势：

1. 结构创新：非对称天然梯度孔，性能定向强化

材料呈现一面疏松、一面紧实的非对称梯度孔结构，源自竹青与竹黄的天然组织差异，经定向调控实现：

• 低密度面：高孔隙、高吸音、低热传导

• 高密度面：高力学强度、高支撑性、高稳定性

  实验证实：能量从低密度面向高密度面传递时，隔热与吸音效果显著优于反向，实现方向性热声精准调控，填补传统均质泡沫功能单一的短板。

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2. 工艺绿色：全流程零污染、零废液排放

制备采用乙醇水溶液处理竹材，无强酸强碱、无有毒助剂、无废弃物残留，溶剂可循环回收，真正实现绿色制造；配合冷冻解冻、冰模板、冷冻干燥、硅烷化等温和工艺，保留竹纤维素天然性能，大幅降低生产环保成本与安全风险。

3. 降解彻底：一月全降解，根治白色污染

材料具备完全生物降解性，埋入土壤30天即可彻底降解为水、二氧化碳与养分，从源头解决EPS、EPE 等传统塑料泡沫百年难降解、微塑料污染等行业痛点，完全契合 “双碳” 与禁塑限塑政策要求。

4. 性能对标：全面超越传统塑料泡沫

经测试，该竹泡沫在关键指标上实现对石油基泡沫的性能超越：

• 隔热性能：优于常规聚苯乙烯泡沫

• 隔音效果：在宽频域降噪表现突出

• 减震缓冲：适配精密仪器、家电包装场景

• 轻量化：密度约48mg/cm³，兼顾轻质与强度

▲竹源梯度泡沫的可持续制备与应用

二、产学研协同：三年攻坚，打通 “基础研究 — 工程化 — 产业化” 路径

此项成果由李星星副教授领衔（江西省竹基新材料与生物质转化工程中心主任），王君玫博士、2023级硕士生黄春梅为论文第一作者，赣南师范大学为第一完成单位，联合武汉大学等机构协同攻关，历时三年完成从实验室到中试关键突破。

团队建立梯队协作 + 野外采样 + 原位表征研发体系：

• 长期赴赣南崇义竹林采样，系统研究不同月龄嫩竹结构与性能规律

• 攻克嫩竹冷冻解冻展平、梯度孔定向构筑、绿色成型等核心难题

• 形成可复制、可放大的制备工艺，为规模化生产奠定基础

该团队此前研发的全竹质可降解透明薄膜已入选国家林草局 “以竹代塑” 重点推广科技成果，此次竹源梯度泡沫进一步完善竹基功能材料矩阵，成为国内 “以竹代塑” 产学研标杆力量。

▲王君玫博士带领团队成员测试力学性能

三、产业价值：破解行业痛点，打开千亿级替代空间

我国塑料泡沫年消耗量巨大，包装、建筑、家电、汽车、冷链等领域对绿色可降解缓冲 / 保温 / 隔音材料需求迫切，但现有生物基泡沫普遍存在成本高、性能弱、工艺复杂等问题。赣南师大 “竹泡沫” 的产业化价值集中体现为：

1. 应用场景全覆盖，替代空间广阔

• 建筑领域：墙体隔音层、保温层、吊顶缓冲材料

• 汽车领域：内饰隔音垫、顶棚隔热层、行李箱缓冲衬垫

• 冷链家电：冰箱保温层、冷链包装缓冲、冷藏箱隔热芯材

• 包装领域：精密电子、易碎品、快递物流缓冲包装

• 极端环境：降噪防护、低温隔热、轻量化结构件等场景

2. 资源本土化，助力竹产业高值化

立足赣南及中西部丰富竹资源，将低值嫩竹转化为高端功能材料，提升单位原料附加值，破解竹产业 “初级加工多、高值利用少” 的结构性矛盾，带动山区竹农增收与地方产业升级。

3. 契合产业趋势，抢占政策与市场风口

当前 “以竹代塑” 重点支持竹基复合材料、可降解包装、功能保温隔音材料方向，竹源梯度泡沫同时满足绿色、高性能、低成本、可规模化四大产业化要素，与竹基禾塑复合材料、竹浆模塑并列为最具突围潜力的技术路线。

四、产业化展望：从实验室走向市场，构建全链条绿色生态

目前，团队正推进成果转化与性能优化，聚焦：

1. 1.面向实际场景的力学、疏水、耐老化等性能定制化提升

2. 2.中试线建设与连续化生产工艺开发

3. 3.原料供应 — 规模化生产 — 市场应用全链条打通

4. 4.完善行业标准与检测体系，推动成为石油基泡沫的主流替代方案

结语

从一根嫩竹到一款高性能、全降解、绿色制造的竹源梯度泡沫，赣南师大团队的突破，不仅是材料科学的创新，更为 “以竹代塑” 产业提供了从低端走向高端、从资源依赖走向技术驱动的可行路径。

随着技术成熟与成本下探，这款竹泡沫有望快速切入包装、建筑、汽车、冷链等万亿级市场，在禁塑限塑与双碳目标下，成为推动竹产业迈向万亿元产值的核心动力，让中国竹资源真正实现 “点竹成金”。

▲团队前往竹林采样合照

（来源参考：赣南师范大学、新材料）