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
|
|
|
|
|
|
Компания Satellite Vu из Великобритании намерена вывести на околоземную орбиту семь аппаратов с инфракрасными датчиками температуры, которые должны сыграть важную роль в борьбе с глобальным потеплением на снимках со спутников будут отчётливо видны источники утечки тепла в домах, офисах и городах в целом
В течение многих лет различные компании обещают разработать водородные двигатели, утверждая, что водород это чистое топливо будущего. При этом особого прогресса в этом отношении ранее не наблюдалось.
Но такая ситуация может скоро измениться согласно заявлению, на днях опубликованному японскими автопроизводителями, Toyota и Yamaha объединили свои усилия для разработки V-образного 5,0-литрового
Международная группа ученых под руководством представителей Лундского университета в Швеции показала, как солнечная энергия может преобразовывать углекислый газ в топливо с использованием передовых материалов и сверхбыстро
Как известно, основное назначение фотоэлементов это преобразование света в энергию, но китайские ученые доказали, что их также можно использовать для обеспечения подводной беспроводной оптической связи с высокоскоростной передачей данных. Новый подход, в котором в качестве детекторов используется масс
Калифорнийская компания Ampirus выпустила первую партию литиевых батарей, которые, как она утверждает, являются самыми энергоемкими на сегодняшний день. Новые питательные элементы с кремниевым анодом содержат на 73% больше энергии, чем элементы Tesla Model 3 в массовом соотношении и занимают на 37% меньше объема.
