Путем изменения химической структуры древесине можно придавать разнообразные и зачастую необычные свойства: например, она может быть полностью прозрачной или генерировать энергию. В новом исследовании ученые превратили обычные деревянные волокна в тонкую пленку, которая светится при воздействии на нее ультрафиолетом.
В основе достижения лежит работа с лигнином органическим веществом, которое является компонентом клеточных стенок многих растений, в первую очередь деревьев. Именно он обеспечивает жесткость стволов и стеблей.
При изготовлении бумаги это сложное полимерное соединение удаляется из древесины, превращаясь в отходы. Ряд исследовательских групп ищет применение лигнину, например, в производстве углеродного волокна, для создания более дешевых аккумуляторов или даже особопрочного бетона.
В то же время древесина, из которой полностью удален лигнин, приобретает уникальные свойства. Например, таким способом было получено прозрачное дерево, способное накапливать и выделять тепло. Его можно использоваться вместо стекла в окнах. Причем днем этот уникальный материал поглощает тепло от солнца, поддерживая приятную прохладу в доме, а ночью отдает накопленную энергию, способствуя поддержанию стабильной температуры в помещении.
Последнее достижение в области модификации натурального дерева сделано специалистами из Швейцарской высшей технической школы Цюриха и новозеландской исследовательской организации Scion. Их работа опубликована в журнале ACS Nano.
Взяв необработанное пробковое дерево, исследователи сначала удалили из него с помощью специального раствора лигнин и примерно половину гемицеллюлоз эти вещества также входят в состав стенок растительных клеток. Благодаря этому древесина превратилась как бы в пористый каркас.
Затем ученые ввели в заготовку другой раствор, вместе с которым пустое пространство в древесине заполнили наночастицы-полупроводники, называемые квантовыми точками, которые светятся при воздействии на них ультрафиолетового излучения. Подобные наночастицы используют, например, в некоторых передовых ЖК-дисплеях телевизоров. После такой обработки дерево спрессовали, высушили и покрыли гидрофобным материалом.
В результате получилась плотная водостойкая древесная пленка, которая, по заявлению разработчиков, обладает отличными механическими свойствами. Но, пожалуй, наиболее впечатляющая особенность нового материала способность излучать видимый свет.
При попадании на древесную пленку ультрафиолета, она начинает равномерно светиться оранжевым цветом. Возможности разработки исследователи продемонстрировали на модели дома. Пленка, встроенная в крышу игрушечного здания, освещает его интерьер, что хорошо видно через полупрозрачное окно и небольшой проем внизу.
По словам исследователей, меняя тип квантовых точек, можно добиться нужного цвета свечения. Разработчики предполагают, что светящаяся древесная пленка сможет служить экологически чистой натуральной альтернативой пластику и другим аналогичным материалам и найдет применение в качестве декоративного покрытия для ламп и дисплеев.
Источник: acs.org
|
|
|
|
|
|
Стартап Ample заявил о создании системы быстрой замены аккумуляторов электромобилей. Автономные станции компании уже начали работать в Области залива Сан-Франциско, штат
Стартап HyPoint впервые подробно рассказал о своем инновационном топливном элементе с турбонаддувом летом прошлого года. Теперь компания сообщила, что уже создала рабочий прототип мощностью 400 Вт
Илон Маск намерен построить новый город на месте Бока-Чика в штате Техас небольшого населенного пункта на побережье Мексиканского залива, где его корпорация Space Exploration Technologies (SpaceX) строит свою инновационную ракету для освоения дальнего космоса.
Ученые из Пентагона успешно испытали небольшую солнечную батарею, представляющую собой прототип системы для сбора энергии в космосе и отправки ее на Землю. Экспериментальный фотоэлектрический радиочастотный антенный модуль (PRAM) находится сейчас на орбитальном беспилотнике X-37B, запущенном в мае 2020 года.
Последние эксперименты показали, что фотомодуль размером 3030 сантиметров выдает мощн
