新型“激光木材”實(shí)現(xiàn)高效率固態(tài)激光照明
【化工儀器網(wǎng) 項(xiàng)目成果】透明木材是在木材科學(xué)與材料科學(xué)基礎(chǔ)上交叉孕育發(fā)展起來的一種新型綠色復(fù)合材料。常規(guī)做法是將折射率與纖維素匹配的高分子樹脂浸入脫除木質(zhì)素的木材中，固化成具有一定霧度的透光木質(zhì)復(fù)合材料。霧度(即透光而不清晰)作為透明木材的一個(gè)特點(diǎn)，使得該材料在需要高透明的領(lǐng)域難以得到應(yīng)用，在某些要求高透明度的應(yīng)用場景中限制了透明木材的使用。
霧度的產(chǎn)生主要是由于光線在透明木材內(nèi)部發(fā)生散射，這是一個(gè)難以完全消除的固有現(xiàn)象。中國林業(yè)科學(xué)研究院木材工業(yè)研究所木質(zhì)復(fù)合材料創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)轉(zhuǎn)變思路，不再去努力降低霧度，嘗試?yán)眠@一特性探索其潛在的應(yīng)用價(jià)值。
采用這種逆向思維，該研究團(tuán)隊(duì)成功成功研發(fā)出一種可實(shí)現(xiàn)高效率固態(tài)激光照明的高霧度透光木質(zhì)復(fù)合材料，團(tuán)隊(duì)將其命名為木質(zhì)激光散射體復(fù)合材料(以下簡稱“激光木材”)。研究發(fā)現(xiàn)，在微觀層面，這種材料基于木材細(xì)胞骨架和樹脂形成了一種雙相互穿網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。這種獨(dú)特的結(jié)構(gòu)形成了一個(gè)折射率非常不均勻的介質(zhì)體系，導(dǎo)致光線在網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中發(fā)生強(qiáng)烈散射。
值得注意的是，這種高度散射的特性恰好適用于將聚集的激光束在3D空間中散射，從而實(shí)現(xiàn)高效率的固態(tài)激光照明。此外，當(dāng)調(diào)整紅綠藍(lán)三基色激光的照射比例時(shí)，這種材料還能發(fā)出不同顏色的光。
“激光木材”作為一種創(chuàng)新的照明材料，具有廣闊的應(yīng)用前景。無論是室內(nèi)外照明、島嶼照明，還是深水、深海等極端環(huán)境下的照明，“激光木材”都展現(xiàn)出獨(dú)特的潛力。該項(xiàng)研究成果既為木材光電子學(xué)的發(fā)展提供了理論支撐，又為木材在激光照明領(lǐng)域的應(yīng)用開辟了新途徑，使其有望成為下一代光源的競爭者。
(資料來源：科技日?qǐng)?bào))
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