新型林源功能荧光透明木材的构筑
摘要:随着社会的发展,人们对新材料的需求急剧增加,但不可再生资源和可再生能源的短缺也越来越严重,资源的间断性不能满足人们日益增长的需求。因此,科学研究者越来越关注绿色环保木质材料领域的研究。相比于目前常见的木材制品,发光透明木材拥有更好的机械性能、热性能,尺寸稳定性和高透明性。木材基复合材料在环保、光电、生物和能源领域都将展现出潜在的应用价值。本文主要对不同发光透明木材的研究情况进行综述,并对未来发展方向进行了分析和展望。
关键词:透明木材;有机发光分子;甲基丙烯酸甲酯;环氧树脂;木质素
木材作为大自然中广泛存在的生物质材料,在现代材料科学中的应用也越来越广,木材具有许多特性,如独特的多孔结构、高机械强度、丰富的来源、低成、环境友好和可生物降解,这些特性为木材作为一种良好的支撑材料提供了良好的条件,使得木材在装饰、建筑、桥梁、家具和工具领域具有广泛的应用,并且木材作为基体材料,在材料科学中的应用的研究也越来越多。
中国地大物博,木材资源非常多,中华民族几千年的历史中对木材的研究应用达到了极致,现代社会中国每年木材的吞吐量和消耗量都十分巨大,这也就要求我们继续加大对木材的研究利用,提高木材的使用效率,使木材在材料科学中有更广泛的应用。木材因为其独特的机械性能等特点有着广泛的应用,但它作为一种生物质材料仍然有一定的局限性,比如作为天然材料木材,容易发生腐朽、变色、虫蛀等生物缺陷,这极大地降低了木材在使用中的耐久性。
此外,木材容易发生化学变色和生物菌变色,这些木材变色现象会改变木材的表面形貌,并且木材的含水率和缩胀性也都限制了木材的应用范围,这些局限性都使得木材的应用不够广泛。现代材料科学的发展十分迅速,为了提升材料的性能,会对材料进行更深入的研究,并对其进行改性处理。随着材料科学的发展,木材已经越来越多地被认为是赋予一些新特性的生物基模板,为了拓宽木材的应用范围,可以将木材功能化,其中对透明木材的研究越来越多。
透明木材作为一种新型的木质材料,由于具有透光率高、雾度大、韧性好、导热系数低、密度低、光学和力学性能各向异性等特点,受到了科研工作者的广泛关注。通过使用脱木质素的木材作为纤维素支架,定向纤维素取向可以直接用于制备生产光学应用中的功能材料[1-2]。透明木材是将脱木质素的木材与具有相似折射率的聚合物浸渍而成的功能复合材料[3-4]。
基于透明木材的各种功能材料也满足了降低能耗、可再生和可降解的需求。一些研究还通过引入电致变色、光致变色、磁性和发光材料使得透明木材功能化来提高它们作为智能材料的性能[5]。进一步的研究表明,透明木质复合材料可用于一系列光电和节能材料。因此,透明木材在家具、装饰、光电和节能领域有着广阔的发展空间。
光学照明材料对居住者的身体和心理健康有着很大的影响,大部分用于光学照明应用的材料都要求产生均匀的照明,同时要求较高的机械性能和疏水性能,但现在用的大部分材料都是由不可持续来源的玻璃、硅、塑料和聚合物混合复合材料制成的,他们缺乏生物降解性,会对大自然产生一定影响,随着人们对绿色环保的要求越来越高,消费者对用于光学应用的生态友好型和生物质材料的需求也日益增长。
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