近日，中國(guó)林科院木材工業(yè)研究所木質(zhì)復(fù)合材料創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)利用折射率與纖維素不匹配的樹脂浸入脫除木質(zhì)素的木材，固化之后得到了高霧度透光木質(zhì)復(fù)合材料。由于該材料可將束狀聚集激光進(jìn)行3D空間散射，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)照明效果，研究團(tuán)隊(duì)將其命名為木質(zhì)激光散射體復(fù)合材料（簡(jiǎn)稱“激光木材”）。研究成果于近日發(fā)表于材料領(lǐng)域頂級(jí)期刊《先進(jìn)材料》（Advanced Materials）上。
木材具有綠色環(huán)保、來源廣泛、固碳能力強(qiáng)等優(yōu)良特性。從材料學(xué)的視角看，木材具有極其復(fù)雜的結(jié)構(gòu)和多種性能，通過學(xué)科交叉，借助其他學(xué)科的新概念和新原理，有望實(shí)現(xiàn)木材組織性能和結(jié)構(gòu)功能的跨越性提升或變革性發(fā)展。透明木材（亦稱透光木材、玻璃木、木質(zhì)玻璃等）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（或脫除木質(zhì)素發(fā)色、助色等基團(tuán)）的木材中，固化成具有一定霧度的透光木質(zhì)復(fù)合材料。
中國(guó)林科院木材工業(yè)研究所副研究員唐啟恒說，霧度主要是由于光在透明木材中散射引起的，無法避免。研究團(tuán)隊(duì)利用逆向思維，反向提升霧度，研究得到的這種高霧度透光木質(zhì)復(fù)合材料，在微觀下其表現(xiàn)為木材細(xì)胞骨架和樹脂形成雙相互穿網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)形成折射率極其不均勻介質(zhì)體系，促使光在網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中發(fā)生高度散射，而這種高散射特性卻恰好成為將束狀聚集的激光進(jìn)行3D空間散射的天然優(yōu)勢(shì)，無需經(jīng)過光轉(zhuǎn)換步驟，即可實(shí)現(xiàn)高效率固態(tài)激光照明，有效解決了當(dāng)前發(fā)光二極管（LED）存在光轉(zhuǎn)換“效率下降”的致命缺點(diǎn)，打開了木材在激光照明領(lǐng)域應(yīng)用的可能性，有望成為下一代光源的潛在競(jìng)爭(zhēng)者。與此同時(shí)，調(diào)整紅綠藍(lán)三基色激光照射比例時(shí)，該材料還能發(fā)出不同顏色的光，從而開創(chuàng)性利用木材再現(xiàn)了牛頓在350多年前光的合成實(shí)驗(yàn)。
木材工業(yè)研究所研究員陳勇平表示，“激光木材”未來在涉及國(guó)防軍工、民用科技的照明，如遠(yuǎn)距離島嶼、無接觸室內(nèi)外、深水、深海、極端環(huán)境等領(lǐng)域均具有巨大的應(yīng)用前景。該成果不僅為木材光電子學(xué)的發(fā)展及木材高值化利用提供理論參考，而且還可以助力我國(guó)綠色低碳高質(zhì)量發(fā)展和生態(tài)文明建設(shè)。 （宋平 勞萬里）
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