研究人员开发出了一种方法，可以将木材废料转化为生物基透明薄膜，可用于玻璃或车窗上的防雾或抗反射涂层。除了提供目前使用的有合成材料的替代品之外，这种方法还将废物转化为有价值的碳汇。
木质素是造纸和纸浆生产中的一种丰富的废品，非常难以加工，因此通常通过燃烧来产生热量。制造用于防雾涂层的木质素纳米粒子并不是一个新想法，但科学家们尚未能够将其转化为透明薄膜。
“光学涂层需要是透明的，但到目前为止，甚至相当薄的木质素颗粒膜也是可见的。我们知道小颗粒看起来不那么浑浊，所以我想看看是否可以通过将颗粒尺寸降至最低来制造耳机颗粒膜，”该研究的主要作者、博士研究员亚历山大·赫恩 (Alexander Henn) 说道。该团队使用乙酰化木质素，并开发了一种改进的酯化方法，反应仅需几分钟，并且在 60°C 的相对较低温度下发生。
“我用乙酰化木质素制成的木质素颗粒具有相当令人惊讶的特性，这使得这项研究的其余部分非常有趣。例如，制作光子薄膜的可能性完全令人惊讶，”Henn 说。
除了防雾和抗反射涂层之外，新方法还可以用木质素纳米粒子制造彩色薄膜。通过控制涂层的厚度并使用多层薄膜，该团队创造了具有不同结构颜色的材料。
Henn 说：“Sahar Babaeipour 的努力是控制粒子光子特性的关键。”他补充说，研究人员 Paula Nousiainen 和 Kristoffer Meinander 分别带来了木质素化学和光子现象方面的专业知识，帮助团队理解他们的结果并有效地利用它们。
根据该团队的可行性研究，反应的简便性和高产率意味着它可以有利地扩大到工业水平。“基于木质素的产品可能具有商业价值，同时可以充当碳汇，有助于缓解当前对化石燃料的依赖并减少二氧化碳排放，”莫妮卡·奥斯特伯格教授说。“像这样的高附加值应用对于推动木质素增值并让我们摆脱仅使用木质素作为燃料非常重要。”
海恩指出，这项研究得益于超越实验室工作台的视角。“团队合作是使这项研究产生影响力的重要组成部分。在 Pekka Oinas 教授和博士研究员 Susanna Forssell 的帮助下，我们能够纳入技术经济分析，”他说。
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