Изменяя сложный состав древесины, ученые продемонстрировали, как сделать ее прозрачной и даже “заставить” хранить и выделять тепло. Новое исследование расширяет возможности традиционной древесины, показывая, как изменения ее состава можно превратить ее в водостойкую пленку, которая излучает теплое свечение в присутствии ультрафиолета.
В основе таких достижений в материаловедении лежит органический полимер лигнин, который является компонентом клеточных стенок деревьев и растений и является ключом к их жесткости.
Когда древесина превращается в бумагу, производственный процесс фактически удаляет лигнин, а ряд исследовательских групп изучают методы переработки, которые могут использовать его в углеродном волокне, более дешевых батареях или даже более прочном бетоне.
Из него можно сделать прозрачные деревянные окна, которые помогают сохранять в доме прохладу, или собирать тепло от солнца в дневное время и выделять его ночью, чтобы поддерживать стабильную температуру в доме.
Последний прорыв был сделан исследователями швейцарской ETH Zurich и новозеландской исследовательской организацией Scion и начинается с пробкового дерева. Его обрабатывали раствором для удаления лигнина вместе с примерно половиной его гемицеллюлоз, еще одного ключевого компонента стенок растительных клеток, по существу оставив после себя пористый каркас.
Затем в древесину был введен другой раствор, который заполнил пустые пространства полупроводниковыми наночастицами, называемыми квантовыми точками, которые светятся при УФ-свете. Затем материал прессовали, сушили и покрывали гидрофобным слоем.
Полученная древесная пленка – плотная, водостойкая и имеет «отличные механические свойства». Однако наиболее впечатляющим является ее способность освещать пространство. Под воздействием ультрафиолетового света квантовые точки излучают и рассеивают оранжевый свет по всей пленке.
По словам исследователей, квантовые точки разных видов можно использовать для создания источников света разных цветов. Они воображают, что пленка находит применение в качестве декоративных покрытий для ламп или дисплеев, предлагая экологически чистую альтернативу пластику и другим материалам на биологической основе.