Science >> Wetenschap >  >> Chemie

Een nieuwe vlamvertragende, rookonderdrukkende en superhydrofobe transparante bamboe voor toekomstige brillen

2 uitstoot en broeikasgassen tijdens het productieproces."

De laatste jaren is de belangstelling voor transparante houtproducten enorm toegenomen, dankzij hun opmerkelijke kenmerken, zoals hoge transparantie, uitstekende mechanische sterkte en superieure thermische isolatie-eigenschappen.

Transparant hout biedt niet alleen voordelen voor het milieu, maar heeft ook een enorm potentieel als haalbaar alternatief voor traditionele glasmaterialen.

Niettemin zijn er verschillende beperkingen verbonden aan het gebruik van transparant hout:a) de mondiale houtschaarste, vooral in China, vormt een uitdaging; ondanks pogingen om de productie via plantages te verhogen, wordt verwacht dat de vraag naar industrieel rondhout in 2050 groter zal zijn dan het aanbod; b) het gebruik van polymeren in transparant hout maakt het zeer gevoelig voor brand, wat een potentieel gevaar met zich meebrengt; en c) er is behoefte om de functionele eigenschappen van transparant hout verder te verbeteren dan alleen de optische en mechanische basiseigenschappen.

“Bamboe, vaak ‘het tweede bos’ genoemd, heeft een snelle groei- en regeneratiesnelheid, waardoor het binnen vier tot zeven jaar na groei volwassen kan worden en als bouwmateriaal kan worden gebruikt”, zegt Wan, “met een opbrengst van vier jaar. keer hoger dan hout per hectare, staat bamboe bekend om zijn uitzonderlijke efficiëntie."

"In termen van chemische samenstelling vertoont bamboe overeenkomsten met hout, dat voornamelijk bestaat uit lignine, cellulose en hemicellulose. Bovendien lijkt de interne hiërarchische structuur van bamboe sterk op die van hout, met een hoge porositeit en doorlaatbaarheid vanwege netjes gerangschikte verticale kanalen. Dit karakteristiek suggereert het potentiële gebruik van bamboe bij de productie van transparante composietmaterialen”, zegt Y. Yang, Ph.D. student in Wan's lab en hoofdauteur van het onderzoek.

De oplossing van het team is het impregneren van een anorganisch vloeibaar natriumsilicaat (Na2 O·nSiO2 ) in de veredelde bamboestructuur met behulp van een gemakkelijke en efficiënte vacuümimpregnatietechniek. Vervolgens wordt een hydrofobe behandeling op het tussenproduct toegepast.

"Door deze strategie kunnen we een drielaagse vlamvertragende barrière bouwen, bestaande uit een bovenste silaanlaag en een tussenlaag van SiO2 gevormd door hydrolyse-condensatie van Na2 SiO3 aan de oppervlakte, en een binnenlaag van Na2 SiO3 ),' zegt Wan.

"Deze strategie realiseert een lange ontstekingstijd van 116 s, een lage totale warmteafgifte van 0,7 MJ/m 2 , lage totale rookproductie van 0,063 m 2 en een lage piek-CO-concentratie van 0,008 kg/kg."

De buig- en trekmoduli van het transparante bamboe zijn respectievelijk 7,6 ± 1,3 en 6,7 ± 1,1 GPa, wat de uitstekende mechanische eigenschappen aantoont.

Bovendien vertoont de transparante bamboe, wanneer gebruikt als substraat voor perovskietzonnecellen, het potentieel om te fungeren als een lichtbeheerslaag dankzij de hoge lichttransmissie van 71,6% en een indrukwekkende mistwaarde van 96,7%, wat leidt tot een duidelijke verbetering van 15,29% in energieconversie-efficiëntie.

De onderzoekers zijn enthousiast dat deze ontdekking de deur opent voor groene vlamvertragende glas- en optische apparaattoepassingen. "In het toekomstige onderzoek zullen we ons concentreren op de grootschalige fabricage en multifunctionalisering van deze transparante bamboe", voegt Wan toe.

Meer informatie: Jiahui Su et al, Een nieuw vlamvertragend, rookonderdrukkend en superhydrofoob transparant bamboe, Onderzoek (2024). DOI:10.34133/onderzoek.0317

Journaalinformatie: Onderzoek

Geleverd door Onderzoek




Meer >

Meer >

Hoofdlijnen

  1. Gedeeltelijk skelet van een voorheen onbekende middelgrote theropode dinosaurus gevonden in Siberië
  2. Genomen van wilde tomaten bieden waardevolle hulpbron voor tomatenverbetering
  3. Een endemische eilandvalk die speelt
  4. Het menselijk brein is bedraad voor poëzie
  5. Meer dan de helft van de katten op de boerderij stierf na het drinken van melk van koeien die besmet waren met de vogelgriep
  6. Wat zijn de oorzaken van genotype en fenotype?
  7. Het is prima om in mei te maaien; de beste manier om bestuivers te helpen is door inheemse planten toe te voegen
  8. Zijn mensen geëvolueerd uit apen? Menselijke evolutie uitgelegd
  9. Hoe beïnvloedt de temperatuur het metabolisme?

Wetenschap