|
|||||||||
|
|
||||||||
18.11 - 10:02
Древесину превратили в гибкий светящийся материалНовозеландские и швейцарские ученые превратили древесину в люминесцентный материал. Ученые растворили содержащийся в древесине лигнин, заменили его на раствор люминесцентных квантовых точек, а сверху покрыли материал гидрофобным полимерным покрытием. Получились гибкие и прочные пленки, которые могут светиться разными цветами. Результаты исследования опубликованы в журнале ACS Nano. Древесина — природный композитный материал, состоящий из целлюлозных волокон и полимера лигнина. Волокна целлюлозы в дереве расположены упорядоченно — мелкие волокна объединяются в более крупные полые структуры — это не только делает дерево более прочным, но и открывает пути для модификациии этого материала. Цилиан Фу (Qiliang Fu) вместе со своими коллегами из Новозеландского научно-исследовательского института леса уже разработали на основе дерева гибкий материал для электроники. Ученые растворили входящий в состав древесины лигнин и заменили его на полимерные проводящие чернила — они состояли из модифицированного лигнина, пептидов и воды. В результате дерево превратилось в прозрачный проводящий материал. В своей новом исследовании ученые объединились со швейцарскими материаловедами под руководством Инго Бюргерта (Ingo Burgert), чтобы сделать древесину люминесцентной. За основу нового материала взяли легкую и прочную древесину бальзового дерева (Ochroma pyramidal). Деревянные пластинки размером пятьдесят на двадцать пять миллиметров и толщиной один миллиметр последовательно опускали в растворы сульфита и гидроксида натрия, чтобы растворить лигнин. Освобожденные от лигнина деревянные пленки пропитывали раствором люминесцентных квантовых точек — наночастиц сульфида кадмия CdS в оболочке из сульфида цинка ZnS. После этого древесину прессовали, сушили и покрывали защитным слоем гексадецилтриметоксисилана. В результате получился гибкий полупрозрачный (после растворение лигнина прозрачность для излучения с длиной волны 550 нанометров была 81 процент, добавление квантовых точек снизило ее до 70 процентов) материал. При возбуждении УФ-светом материал начинал люминесцировать — используя разные квантовые точки, ученые сумели добиться зеленого (длина волны 550 нанометров), оранжевого (длина волны 585 нанометров) и малинового (длина волны 645 нанометров) свечения. Замена лигнина на квантовые точки снизила прочность материала — например, прочность на растяжение у немодифицированного дерева была 394 мегапаскалей, а люминесцентного дерева — 292 мегапаскалей. Тем не менее это все еще выше, чем прочность целлюлозных материалов, созданных искусственно, — по всей видимости из-за высокой степени упорядоченности целлюлозных волокон в древесине. Ученые отметили, что пропитка гексадецилтриметоксисиланом заметно повысила гидрофобность материала — контактный угол смачивания у модифицированной древесины был 140 градусов, в то время как у немодифицированного дерева — всего 36 градусов. Это предотвращает впитывание атмосферной влаги и вымывание квантовых точек, а также делает материал более стабильным.
В новом композите за свечение отвечают квантовые точки, а древесные волокна служат всего лишь основной материала. Однако, возможно, что скоро появятся деревья, способные светиться сами по себе. Сотрудники Института биоорганической химии РАН получили светящиеся растения табака, вставив в геном табака Nicotiana tabacum гены, которые кодируют ферменты синтеза люциферина у люминесцирующих грибов. Один из соавторов этой работы Илья Ямпольский рассказал N + 1, что вырастить светящееся дерево будет труднее, но тоже возможно. Наталия Самойлова https://nplus1.ru/ Ключевые слова:
|
|||||||||
Читайте также:
Szpinak: przydatne właściwości i pięć powodów jego stosowania w codziennym żywieniuSzpinak to zielona roślina bogata w witaminy i minerały, charakteryzująca się soczystością i delikatnym smakiem. Spinat: nützliche Eigenschaften und fünf Gründe für seine Verwendung in der täglichen ErnährungSpinat ist eine grüne Pflanze mit einem reichen Vorrat an Vitaminen und Mineralstoffen, die sich durch ihre Saftigkeit und ihren delikaten Geschmack auszeichnet. Spinach: useful properties and five reasons for its use in daily nutritionSpinach is a green plant with a rich deposit of vitamins and minerals, which is noted for its juiciness and delicate taste. Шпинат: полезные свойства и пять причин его использования в ежедневном питанииШпинат – это зеленое растение с богатым месторождением витаминов и минералов, которое отличается своей сочностью и нежным вкусом. Шпинат: корисні властивості та п'ять причин його використання в щоденному харчуванніШпинат - це зелена рослина з багатим родовищем вітамінів і мінералів, яка відзначається своєю соковитістю та ніжним смаком. |
|||||||||
|