將木材廢棄物轉化為透明防霧塗層
2023/11/28 @國際
摘要
芬蘭阿爾托大學研究人員開發了一種方法將木質素轉化為奈米顆粒，形成具有防霧性能的透明或彩色抗反射表面塗層。可將廢棄物轉化為具有多種用途的有用材料。除了提供目前使用的有毒合成材料的替代品之外，還可將廢棄物轉化為有價值的碳匯。
示意圖
木質素是造紙和紙漿生產過程中產生的一種副產物，非常難以加工，利用木質素的障礙之一是其複雜的分子結構使得它難以分解。因此通常是用於直接燃燒加熱發電等用途。隨著目前對循環經濟和氣候變遷的重視，木質素已被認為是一種有前途的可再生資源，可以替代石化材料。
芬蘭阿爾托大學(Aalto University)研究人員開發了一種快速簡便的方法，可以將木質素轉化為奈米顆粒，形成具有防霧性能的透明或彩色抗反射表面塗層。這項發現可將廢棄物轉化為具有多種用途的有用材料，應用於玻璃和車窗等需要特殊塗層的物品。
木質素奈米顆粒(LNP)具有親水性，適合創造紋理，非常適合光學應用，尤其是需要防霧性能的應用。然而，實現這種用途的一個問題是克服顆粒的不透明性，這需要精確控制膜厚度。研究人員表示，光學塗層必須是透明的，但到目前為止，即使相當薄的木質素顆粒薄膜也仍然肉眼可見。由於較小的顆粒會使成品較不渾濁，並且以更均勻的方式散射光。因此，研究人員想研究是否可以透過將顆粒尺寸降至最低來製造隱形顆粒膜，克服不透明度問題。
為了縮小顆粒尺寸，研究人員透過乙醯化對木質素進行化學修飾，在140°F (60°C) 的相對低溫下僅花費 10 分鐘就可產生高濃度的超小型奈米顆粒。顆粒的小尺寸使研究人員能夠控制薄膜的厚度和外觀，進而能夠控制不同波長的光的顏色和吸光度。除了防霧和抗反射塗層之外，木質素奈米粒子還可以製造彩色薄膜，透過控制塗層的厚度並使用多層薄膜，團隊創造了具有不同結構顏色的材料。
研究人員表示，反應的簡便性和高產率表示它可以擴大到商業化規模，木質素衍生產品除了具有商業價值外，同時可以充當碳匯，有助於緩解對化石燃料的依賴並減少二氧化碳排放。【延伸閱讀】- 木質素加工再利用於燃料電池生產
資料來源
文章摘譯
