在追求綠色能源和環(huán)保建筑的今天,科學(xué)家們不斷探索新材料以實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)。近日,由中國科學(xué)院上海有機(jī)化學(xué)研究所張卡卡課題組成功開發(fā)了一種新型材料——室溫磷光(RTP)透明木材。該研究不僅為節(jié)能建筑材料提供了新的選擇,還展示了這種材料在機(jī)械強(qiáng)度、防水性能以及成本效益上的顯著優(yōu)勢。本文將詳細(xì)介紹這項研究成果,并探討其未來應(yīng)用前景。
圖1為實驗室中制備的室溫磷光透明木材樣品,在紫外燈照射后發(fā)出美麗的長余輝。
隨著全球?qū)Νh(huán)境保護(hù)意識的提升,利用可再生資源開發(fā)具有特定功能特性的綠色材料成為科研界關(guān)注的重點之一。木材作為一種天然且廣泛應(yīng)用的多孔材料,以其低密度、高強(qiáng)度等特性而著稱,但傳統(tǒng)意義上的木材并不具備發(fā)光屬性。然而,最近一項發(fā)表于國際知名期刊上的研究報告打破了這一局限性。
在這項研究中,研究人員采用了一種創(chuàng)新的方法來賦予普通木材獨特的光學(xué)性質(zhì)。他們通過去除木質(zhì)素并填充含有二氟化硼β-二酮(BF2bdk)化合物的甲基丙烯酸甲酯(MMA)預(yù)聚物溶液,最終形成了BF2bdk-PMMA-wood三元共混的RTP材料。這種方法制得的透明木材在紫外燈的激發(fā)下能夠在常溫環(huán)境下持續(xù)發(fā)光數(shù)秒。這是由于,PMMA提供的剛性環(huán)境有效地保護(hù)了BF2bdk三重態(tài)免受氧氣淬滅的影響,而木材中富含大量羥基,可以作為有效的氧屏障,因此顯著延長了發(fā)光壽命。該工作以“Room-temperature phosphorescent transparent wood”為題發(fā)表在《Nature Communications》。文章第一作者是中國科學(xué)院上海有機(jī)化學(xué)研究所樸棲西博士后,該工作得到國家自然科學(xué)基金委、上海有機(jī)所、中國科學(xué)院先導(dǎo)項目、金屬有機(jī)化學(xué)國家重點實驗室以及寧波市自然科學(xué)基金的大力資助。
圖2顯示了室溫磷光透明木材的潛在現(xiàn)實應(yīng)用案例。(A)BF2bdk-PMMA/wood材料組裝成樹的形狀的余輝照片;(B)暈苯-PMMA/wood-羅丹明四組分余輝的照片;(C)暈苯-PMMA/wood余輝材料的左轉(zhuǎn)箭頭圖案;(D)BF2bdk-PMMA/wood余輝材料的兔子圖案;(E)一種商用平板夜間閱讀燈和(F)基于RTP透明木材的平板余輝燈的對比;(G) 一塊制備的可透過的余輝板,由板后的紫外線燈激發(fā)后可作光源使用;(H)在上海有機(jī)所舉辦的公眾科普日展出的透明木材。
參考文獻(xiàn)鏈接:https://doi.org/10.1038/s41467-025-55990-z
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