柑橘衍生物能讓透明木材實現100%可再生

據媒體報導,自2016年首次引入透明木材以來,英國皇家理工學院的研究人員開發了透明木材作為建築結構的創新材料。它可以讓自然光通過甚至可以儲存熱能。將木材製成透明復合材料的關鍵是去除木材中主要的吸光成分木質素。但因木質素缺失而留下的空洞孔需要用某種東西來填充以恢復木材的強度並允許光線滲透。

柑橘衍生物能讓透明木材實現100%可再生

在復合材料的早期版本中,KTH的瓦倫堡木材科學中心的研究人員使用的是基於化石的聚合物。現在,研究人員已經成功測試了一種環保替代品:檸檬烯丙烯酸酯(limonene acrylate),一種由檸檬烯製成的單體。

「新的檸檬烯丙烯酸酯是由可再生柑橘製成的,如可以從橙汁工業中回收的果皮廢料,」該研究的論文第一作者、博士生Céline Montanari說道。

一種從橙汁中提取的物質被用來製造聚合物,這種聚合物可以恢復去木質素的強度並允許光線通過。

柑橘衍生物能讓透明木材實現100%可再生

研究人員報告稱,這種新型復合材料在1.2毫米厚度時的透光率可達90%、霧度可低至30%。跟過去5年開發的其他透明木材復合材料不同,KTH開發的這種材料是用於結構用途的。它具有很強的機械性能:強度為174 MPa、彈性為17 GPa。

然而一直以來,可持續性一直是研究小組的首要任務,KTH纖維和聚合物技術系主任Lars Berglund教授指出。「在製造可持續性透明木材時,取代化石聚合物一直是我們面臨的挑戰之一。」

Berglund表示,環境考慮和所謂的綠色化學滲透到整個工作中,他們打造的這種材料則不含溶劑,另外所有化學品都是從生物原料中提取而來。

Berglund還稱,這些新進展可能會使一系列尚未開發的應用成為可能,如在木材納米技術方面。可能的材料則包括了智能窗戶、儲存熱量的木材、內置照明功能的木材乃至木質雷射器。

「我們已經觀察了光線的去向以及光線接觸到纖維素時會發生什麼,」Berglund說道,「一些光直接穿過木材從而使材料透明。一些光線則會以不同的角度折射和散射,進而在照明應用中產生令人期待的效果。」

該團隊還跟Sergei Popov在KTH的光子學團隊合作從而進一步探索納米技術的可能性。

來源:cnBeta