木头变身“激光捕手”,开启下一代照明技术新路径
在材料科学不断追求高透明度的进程中,一项看似“绕远”的研究却催生了令人惊喜的成果——一种被称为“激光木材”的新型复合材料。它并未沿袭传统思路去制造完全透明的木材,而是巧妙放大了木材本身朦胧透光的特性,发展出一种可应用于激光照明的高雾度材料,为固态光源技术提供了全新方向。
四步工艺,木头变身光学材料
原本普通的木材要成为能够“捕捉”并重新分配激光的特殊材料,需经历一系列精密处理:
选材定形:研究人员测试了二十余种木材,最终选定结构疏松、细胞壁较薄的轻木,更有利于光的渗透与传播。将其预先制成球形,以利用该形状特有的均匀散射效果。
去除显色组分:通过将木球置于高温亚氯酸钠溶液长时间处理,去除其中主要呈色和提供硬度的木质素,得到以白色纤维素为主的多孔骨架。
清洗与置换:经去离子水清洗后,使用乙醇等有机溶剂置换木材微孔中的水分。此步骤是关键过渡,为后续高分子材料填充做好准备,避免因水分残留产生光学缺陷。
树脂浸渍与固化:把处理后的木球浸泡在透明环氧树脂中,在真空环境下使其充分渗入木材内部的纳米孔隙,最后通过紫外线或加热固化成型,形成结构完整、透光良好的木质复合材料。
激光在木质材料中的“捕获”与转化
研究团队来自中国林科院木材所,最初目标是开发高透明度“透明木材”,但在实验过程中发现木材的高雾度特性——即透光但视线不清——难以彻底消除。他们转变思路,决定反向操作:不是降低雾度,而是将其强化并转化为优势。
通过工艺调整,他们将材料雾度提高至90%以上。此时木材内部形成密集复杂的光散射体系。当激光束射入,光线不再直接穿透,而是在纤维素与树脂的交界面上经历反复折射与散射,迅速扩散至整个材料,使木球成为一个均匀发光的立体光源。
与常见的LED照明相比,激光木材的发光机制更为直接。LED需经过“电-光-荧光”多步转换,存在能量损耗和发热问题;而激光木材直接利用激光进行散射,理论上的光效更高,具备显著节能潜力。
未来应用:极端环境与重大工程中的照明新选择
这一材料在国防、深海探测、偏远地区照明、极端温度环境等特殊场合展示出广泛的应用前景。它不仅重新定义了木材的可能性,也为我国绿色低碳发展和高新照明技术提供了新的科技支撑。
更多文章
-
AI全面赋能“双11”,电商运营与消费体验双升级
年度“双11”购物盛会正式启动,国内各大电商平台积极布局,人工智能技术在本次活动中扮演多重角色,推动整体效率与服务升级。对商家来说,AI不仅辅助日常运营,更成为提升经营效果的核心工具。天猫平台负责人在近期发布会上指出,人工智能正在为品牌创造新的增长路径。据了解,今年以来,淘宝天猫持续加强人工智能研发,平
-
贵州福泉:坡耕地改良示范田实现增产两成以上
10月12日,贵州大学何腾兵与王小利两位教授带领科研团队,前往福泉市陆坪镇罗坳村,对当地五百余亩坡耕地玉米示范田开展现场产量测定工作。测产过程中,专家小组随机选取多处田块进行采样。工作人员分别记录植株高度、统计果穗粒数并现场完成称重,全程严格核对各项数据。最终测算显示,采用“生物有机肥+玉米专用智能肥+土
-
探访数博会:硬核科技背后的温情连接
科技究竟是什么?或许它并非遥不可及的数据与代码。在河北石家庄举办的2025中国国际数字经济博览会上,科技展现出贴近人心的温度。一、讲解机器人:角色代入,互动无界唐山展区内,一台身高近一米七、具备讲解功能的智能机器人成为焦点。它轻轻晃动头部,专注地为观众介绍内容,引来不少人与它握手交流。研发团队代表介绍,
-
天府书展探讨AI赋能康复医学,科技助力健康中国建设
在近日举办的天府书展上,一场以“人工智能+康复学进展与趋势”为主题的分享会吸引了众多关注。本次活动由电子科技大学出版社与电子科技大学机器人研究中心共同组织,邀请了来自多家医疗机构和科研院所的专家学者,共同探讨人工智能技术如何推动康复医学创新发展,为推进健康中国战略提供科技支撑。1.“当AI能够读懂患者每一
-
成都投用全国首批粮食气膜仓,科技储粮实现保质降耗
秋收过后,正值粮食入库时节。近日,记者随“筑牢大国粮仓”采访团走进位于四川成都的中央储备粮新津直属库,探访国内首批投入使用的气膜结构粮仓。四座通体雪白、弧形穹顶的巨型仓体引人注目,它们已平稳运行两年,主要用于储存大豆。与传统仓型不同,气膜仓采用三层复合结构:外层为PVDF膜材,具备优异防水性能;中间是聚