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
|
|
|
|
|
|
Город стал первым высокотехнологичным поселением, построенным с нуля на месте бывшей фабрики по производству электроники в 50 км западнее Токио. Консорциуму из 18 компаний во главе с Panasonic реализация проекта обошлась в 740 млн долларов. Власти страны п
Вертикальное фермерство, подразумевающее применение светодиодного освещения и создание строго контролируемых условий, позволяет выращивать натуральные продукты, используя меньше пространства, удобрений и воды, чем при традиционных способах ве
Tesla провела мероприятие Giga Fest чуть более недели назад в Германии, на месте, где в настоящее время строится берлинская гигафабрика. Из множества объявлений, сделанных в тот день (9 октября), Илон Маск также сообщил, что комп
Воссоздание процесса фотосинтеза, при котором растения естественным образом преобразуют солнечный свет, воду и углекислый газ в химическую энергию для своей жизнедеятельности, является ключевой задачей исследований в области возобновляемых источников энергии. Новая работа ученых Сингапурского технол
Skylark Holdings, крупнейший оператор семейных ресторанов в Японии, к концу следующего года планирует задействовать в 2000 своих заведений роботов-официантов. В августе в Токио уже прошли испытания, которые подтвердили жизнеспособность проекта.
С недавних пор местные власти ослабили ограничения на сферу общественного питания и другие виды деятельности, которые были свернуты из-за опасений па
