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万物生 2021-02-25
外国科研人员研发出“可发光木材”,或可将室内照亮
万物生 时间: 2020-11-09
通过对木材成分进行调整,使其在紫外线照射下可以散发不同颜色的光。
此前,科学家们通过改变木材的分子结构,发现了让木材变成透明,并可以存储或释放热量的新方法。而最近,在一项新的研究结果中,国外的一群研究成员阐述了他们如何对木材成分进行调整,从而让其变成一种“防水膜”,可以在紫外线的照射下散发出温暖的光。
从材料科学的角度来看,该研究成果的核心在于对木质素(lignin)这种有机聚合物的创新利用。木质素是树木和植物细胞壁的组成部分,也是造成树木和植物拥有一定硬度的关键原因。
来自瑞士苏黎世联邦理工学院(ETH Zurich)和新西兰Scion研究组织的研究人员,先是对一块轻木进行溶液处理,以去除轻木中的木质素和大约一半的纤维素(纤维素是组成植物细胞壁的另一种关键成分)。
随后,研究人员再注入另一种溶液,使木材结构中的“空隙”由一种被称为“量子点(quantum dots)”的半导体纳米粒子进行填充。这种粒子能够使木材在紫外线的照射下发出光芒。接着,研究人员再将这块材料进行压缩、干燥,并涂上疏水层。
最终得到的产品就是一种致密的、防水的,且具有出色力学性能的新型材料。在多种创新性能当中,最叫人惊叹的还在于:这种材料能够发光。
在研究人员的演示中,玩具屋上层的木质薄膜在受到紫外线照射时,其结构中的量子点会令整块薄膜散射出橙色的光线,从而达到“照亮玩具屋”的效果。有趣的是,如果在溶液中使用不同种类的“量子点”,还可形成不同颜色的光线。
这种神奇的新材料给未来留下了许多想象空间,除了制成灯饰和室内装饰品之外,它还有望成为一种取代塑料及其他材料的环保替代品。
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