通過操縱復雜的木質結構,科學家們已經驗證了可讓木頭變得透明、甚至存儲和釋放熱量的新方法。在一項新研究中,團隊展示了如何對其成分進行微調,讓它轉變成一種“防水膜”,從而在紫外線照射下散發出溫暖的光芒。從材料科學的視角來看,這項突破的核心,在于對木質素這種有機聚合物的新奇利用。
據悉,木質素是樹木和植物細胞壁的組成部分,也是其形成剛性的關鍵。不過通過發光木材照亮玩具屋的內部,研究團隊已表明了這項新技術的未來應用前景。
造紙過程中,工廠通常會去除木材中的木質素,并將其留在廢料堆上。但也有許多研究團隊在思考新的回收利用場景,比如制造碳纖維、廉價電池、甚至更堅硬的混凝土。
新研究的設想,包括制造透明的木窗,以幫助室內保持清爽。或者在白天日照情況下收集熱量,并在晚上緩慢釋放,以維持室內溫度的恒定。
來自瑞士蘇黎世聯邦理工學院(ETH Zurich)和新西蘭 Scion 研究組織的這支團隊,先是對一塊輕木進行了溶液處理,以去除木質素和大約一半的纖維素(植物細胞壁的另一關鍵組成部分)。
在留下了多孔支架后,研究團隊開始注入另一種溶液,使之充滿被稱作“量子點”的半導體納米粒子。其特點是能夠在紫外線照射下發光,接著將材料壓縮、干燥、并涂上疏水層。
最終得到的產品,就是致密、耐水、具有出色機械性能的新型材料。不過給我們留下最深刻印象的,就是其照亮空間的能力。
當量子點受到紫外線照射,而在整個薄膜中散射出橙色光線時,便可借助這種特殊的木質板來照亮玩具屋的內部。
有趣的是,如果使用不同種類的量子點注入材料,還可形成不同風格的光線色調。如果將之用于照明或點綴,亦有望成為一種塑料之外的環保替代品。
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