Onderzoekers van Tampere University en Aalto University hebben optische vezels ontwikkeld uit methylcellulose, een veelgebruikt cellulosederivaat. De bevinding opent nieuwe wegen voor optische vezels op korte afstand met behulp van duurzame en milieuvriendelijke vezelverwerking. De bevinding werd gepubliceerd in het tijdschrift Klein .

De ultramoderne optische vezels van silicaglas kunnen lichtsignalen over tientallen kilometers transporteren met een zeer laag optisch verlies en zorgen voor communicatienetwerken met hoge capaciteit. Echter, hun broosheid, lage rekbaarheid en energie-intensiteit maken ze minder geschikt voor lokale korteafstandstoepassingen en apparaten zoals auto's, digitale huistoestellen, stoffen, Laser operatie, endoscopie en implanteerbare apparaten op basis van optische vezels. De duurzame oplossing hiervoor kan worden gevonden in optische vezels op basis van biopolymeer.

"De brede beschikbaarheid van cellulose-grondstoffen biedt een uitstekende gelegenheid om het verborgen potentieel van hernieuwbare materialen voor praktische toepassingen te ontrafelen door middel van duurzame vezelverwerkingsroutes, " zegt universitair hoofddocent Nonappa, wiens onderzoeksteam aan de Tampere University op biopolymeer gebaseerde optische vezels ontwikkelt voor toepassingen op korte afstand.

conventioneel, de optische vezels van polymeer of kunststof worden gebruikt voor toepassingen op korte afstand, maar de verwerking ervan kan gepaard gaan met relatief hoge temperaturen en het gebruik van gevaarlijke chemische behandelingen.

"Door methylcellulose-hydrogel te gebruiken, we hebben aangetoond dat optische vezels kunnen worden geproduceerd bij kamertemperatuur met behulp van een eenvoudige extrusiemethode zonder chemische crosslinkers. De resulterende vezels zijn zeer transparant, mechanisch robuust, flexibel en vertonen een laag optisch verlies, ’ stelt Nonappa.

Op biopolymeer gebaseerde optische vezels geschikt voor multifunctionele sensoren

Naast pure lichtsignaaloverdracht, de optische vezels van methylcellulose kunnen op haalbare wijze worden gemodificeerd en gefunctionaliseerd.

"De hydrogelmatrix maakt een eenvoudige toevoeging van verschillende moleculen en nanodeeltjes mogelijk zonder afbreuk te doen aan de mechanische eigenschappen of het lichtverspreidingsvermogen van de vezels, waardoor ze geschikt zijn voor multifunctionele sensoren, " zegt doctoraal onderzoeker Ville Hynninen, de eerste auteur van het artikel.

Bijvoorbeeld, het opnemen van een extreem lage massafractie van met eiwit gecoate gouden nanoclusters geproduceerde lichtgevende optische vezels, en fungeerde ook als een op vezels gebaseerde sensor voor giftige metaalionen.

Algemeen, de gepresenteerde resultaten en de overvloed aan cellulosederivaten en grondstoffen moedigen verder onderzoek en optimalisatie van van cellulose afgeleide optische componenten en apparaten aan.

"Luminescent Gold Nanocluster-Methylcellulose Composite Optical Fibers met lage verzwakkingscoëfficiënt en hoge fotostabiliteit" werd gepubliceerd in Klein .