紙漿竟能成為既穩(wěn)定，又持久，能耐極端環(huán)境還能被生物降解的神奇染料。近日，武漢紡織大學(xué)老師張曉芳及團(tuán)隊(duì)4名研究生研制出的這種“纖維素納米晶涂料”在第十八屆“挑戰(zhàn)杯”全國大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品競賽黑科技展示活動(dòng)中獲本屆競賽“星系”級(jí)獎(jiǎng)項(xiàng)。
近日，記者在武漢紡織大學(xué)紡織新材料與先進(jìn)加工技術(shù)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室見到四位師生。現(xiàn)場，團(tuán)隊(duì)學(xué)生宋百琪向記者演示了“上天入水”不變色的纖維素納米晶涂料。經(jīng)過光子涂料調(diào)配后，宋百琪將涂料輕輕地涂在桌面上，在30攝氏度下加熱5分鐘后，涂抹涂料處便顯出泛金屬調(diào)的藍(lán)色。
據(jù)導(dǎo)師張曉芳介紹，她自研究生時(shí)期起便進(jìn)行纖維素相關(guān)研究，加入武漢紡織大學(xué)徐衛(wèi)林院士科研團(tuán)隊(duì)后，她將前期研究基礎(chǔ)與本校紡織特色相結(jié)合，研制出新型環(huán)保涂料。經(jīng)過反復(fù)嘗試，她以廢棄紙板為原料，提取出纖維素納米晶并將其調(diào)配成光子涂料。目前，這種無色透明液體狀的涂料可大規(guī)模涂覆于紡織品、木材、塑料、玻璃、金屬等多種基材表面，形成穩(wěn)定、持久、耐極端環(huán)境且生物可降解的明艷結(jié)構(gòu)色。
豐富多彩的顏色，源自調(diào)節(jié)纖維素納米晶組裝的周期性結(jié)構(gòu)。據(jù)介紹，在涂覆涂料后，涂料中的水分揮發(fā)，纖維素納米晶會(huì)根據(jù)自身特性，一層層順著物體表面紋理規(guī)整組裝，形成特定的周期性結(jié)構(gòu)并與光發(fā)生相互作用，最終會(huì)在物體表面呈現(xiàn)顏色。如果從不同角度觀察呈色物質(zhì)，還會(huì)發(fā)現(xiàn)，纖維素納米晶涂料涂層可在物體表面呈現(xiàn)不同顏色，具有角度依賴性。
除了更環(huán)保，這種神奇染料還更“穩(wěn)”。在實(shí)驗(yàn)室測試中，它在130℃和—196℃均表現(xiàn)良好，經(jīng)強(qiáng)酸堿、高強(qiáng)度紫外光等處理后，它產(chǎn)生的顏色也不變。
其實(shí)，在研究過程中，團(tuán)隊(duì)成員曾花費(fèi)大量時(shí)間，攻克顏色涂抹不均和纖維素納米晶組裝不規(guī)整的難題�！霸诖植诘谋砻嫔�，涂料很難涂勻，呈現(xiàn)出的顏色也不一樣。我們找了幾十種紡織品不斷涂抹實(shí)驗(yàn)，調(diào)整相關(guān)技術(shù)，最終實(shí)現(xiàn)理想效果�！眻F(tuán)隊(duì)成員李芳玲說。
團(tuán)隊(duì)介紹，未來計(jì)劃利用該涂料來研發(fā)濕度指示劑、健康家居、防偽文件等產(chǎn)品，他們還嘗試將其應(yīng)用于化學(xué)染料無法滿足需求的極端環(huán)境，如外太空、極寒等。
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