科学家利用橘子皮提取物开发完全可持续的透明木材

2021年05月05日 11:40 次阅读 稿源:cnBeta.COM 条评论

据外媒New Atlas报道,人类一直被木材作为建筑材料所吸引,因为它的强度高、成本低、数量多,最近我们看到透明木材也可以加入到这个理想的属性列表中。瑞典皇家理工学院(KTH)的科学家们现在已经生产出一种完全可再生的透明木材,这要归功于添加了一种果皮提取物,这也恰好使其更加半透明。

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世界各地的一些研究小组最近在木材方面取得了一些有趣的发现,展示了如何改变其复杂的构成以赋予它全新的特性。这包括去除聚合物以使其透光,添加半导体纳米粒子以使其在紫外线下发光,以及加入相变聚合物以使其能够储存和释放热量。

KTH的科学家们多年来一直处于这项研究的前沿,早在2016年就展示了他们开发的第一种透明木材。与这项技术的其他版本一样,该过程首先从材料中提取木质素--一种使木材具有颜色、硬度和吸收光线能力的有机聚合物。这留下了空孔,以前,该团队用合成聚合物填充这些空隙,以赋予材料强度和透明度。现在,科学家们已经找到了一种更环保的替代品,它是由柑橘类水果皮中一种叫做柠檬烯的成分制成的单体。

“新的柠檬烯丙烯酸酯是由可再生的柑橘制成的,例如可以从橙汁行业回收的果皮废料,”研究主要作者、博士生Céline Montanari说。

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这种丙烯酸柠檬酯单体被用来填充木材中的空孔,使其在1.2毫米(0.04英寸)厚时具有90%的“极佳”光学透射率,以及30%的“明显低的”雾度。这超过了研究小组以前的版本,重要的是,它的强度为174MPa,弹性为17GPa,研究小组说这适合于重型结构使用。

研究人员设想了他们最新的、最伟大的和完全可持续的透明木材的一系列用途,包括智能窗户、具有内置照明功能的木材和用于储热的木材,这建立在他们以前的工作之上。其中一个更有趣的可能性包括一个木制激光器。

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“我们已经研究了光的去向,以及当它击中纤维素时会发生什么,”Lars Berglund教授说。“一些光线直接穿过木材,使材料变得透明。一些光线在不同的角度被折射和散射,在照明应用中产生可喜的效果。”

这项研究发表在《先进科学》杂志上。

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