植物也能做成“鏡子”?
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陽光下,有的蝴蝶翅膀會閃爍金屬般的光澤,藍得像寶石,綠得像翡翠,絢麗奪目﹔珍珠貝在光的照射下也會發出柔和、溫潤的光澤,甚至還能顯出流動的虹彩……大自然中的許多生物各出奇招,隨性地玩轉著“發光”和“反光”等光學效果。
但當科學家們想“依葫蘆畫瓢”,利用植物模仿這些天然結構,卻發現要想利用可生物降解、可持續的植物原料做出高反射材料,並非易事。
不過,日本大阪大學科學家的最新研究稱,他們利用果膠和纖維素納米纖維這兩種風馬牛不相及的材料,做出了一種反射率超過95%的植物基高反射薄膜。
果膠是一種廣泛應用於食品工業的天然多糖,在果醬制備過程中起重要作用﹔纖維素則是植物細胞壁的主要成分。為制作出高反射性薄膜,科學家們先把它們制成氣凝膠,再借助電泳沉積技術,把果膠層和纖維素納米纖維層像“千層餅”一樣交替堆疊,一共疊了100層。
獨特的工藝,加上果膠和纖維素的獨特性質,他們得到了一些致密多孔的層。這些層疏密程度不一,光學性質各異。光在層與層之間來回“彈跳”,就像走進一面鏡子迷宮,被不斷反射,最終讓整塊薄膜變得格外明亮。人類的巧思妙想,讓原本平平無奇的材料,綻放出了別樣光彩。
實驗顯示,這種薄膜材料在多種波長的光下反射率都超過95%,連部分不可見光也能反射。相比之下,自然界中一些反射能力很強的寶石甲虫外殼,通常也只能反射約30%的光。
由於它能反射近紅外光,同時允許可見光透過。未來如果涂在窗戶上,夏天可能幫助室內少吸熱、更涼爽。而且,薄膜的顏色、圖案和性能都可以精細調整,它還有望用於光學傳感器、裝飾顯示和防偽標簽,甚至為可持續涂料和建筑材料提供新選擇。
更有趣的是,這種薄膜並不會長期滯留環境。經過化學調整后,它能在兩個月內降解約80%,達到生物降解性的常用基准。
科學家們表示,他們並沒有真的把植物做成鏡子,而是讓植物材料學會像鏡子一樣“反光”。將來,我們身邊許多亮閃閃的材料,也許不必都來自石油,也能來自葉子和果皮。(記者 劉霞)
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