Menu

白色纤维素纳米纤维膜中的反常扩散辅助亮度

        当光在随机介质中多次弹性散射时, 就达到一定的亮度。一般而言, 散射事件的数量和强度越高, 材料出现的亮度就愈大。这解释了为什么许多商业上可用的白色产品, 如油漆和防晒霜等通常是由高折射率纳米粒子 (如TiO2) 作为散射增强剂来配制。这种物质的使用提高了材料的散射效率, 从而减少了获得完全不透明白色涂层所需的体积。然而, 广泛使用 TiO2粒子作为散射增强剂, 如食品、化妆品和造纸,会引起严重的健康和环境问题。因此, 亟需使用更可持续和具有生物相容性的材料来提高散射效率。
        2018年5月芬兰科学院的几位研究者发表在 《ADVANCED MATERIALS》 中一项研究,证明了在纯纤维素纳米纤维(CNFs)膜中的光传输在仅几微米厚的结构中就能获得明亮的白度。而其他材料,如纸张,需要几百微米才能达到类似的外观。通过调节孔隙率和形态特征使光在CNF膜中的扩散变得异常。这种膜结构具有强机械性能和生物相容性,从而提出了把这种白色涂层作为纤维素纳米纤维的新应用。
       作者表示通过简单地调节CNF纤维在多孔膜中的形态和分布来操纵光传输,当纤维素分布的各向异性较大时,在无序光子纳米结构中能够观察到从标准扩散到反常扩散的过渡,甚至可以通过微调节孔隙率和纤维的直径分布进行进一步优化从而得到更薄和更亮的白膜,在只有几微米厚度的情况下获得极高的散射效率,相比白色滤纸相比高20倍到30倍。此研究展示了使用CNFs和异常扩散生产下一代高效明亮、可持续且生物相容的白色材料的潜力。
(来源:QYIM & AMSC SQ ZHOU编报)

Username:

Password:

联系我们 Contact