Leuchtendes Holz könnte die Häuser der Zukunft erhellen
Wissenschaftler beschreiben lumineszierende und hydrophobe Holzfilme als optische Beleuchtungsmaterialien.
Wenn eine lumineszierende Holzplatte (rechts) auf der Außenseite UV-Licht ausgesetzt wird
-Die richtige Innenbeleuchtung kann helfen, die Stimmung zu bestimmen, von einem sanften romantischen Glühen bis hin zu hellen, anregenden Farben. Aber einige für die Beleuchtung verwendete Materialien, wie z.B. Kunststoffe, sind nicht umweltfreundlich. Nun haben Forscher, die in ACS Nano berichten, einen biobasierten, lumineszierenden, wasserfesten Holzfilm entwickelt, der eines Tages als Abdeckplatten für Lampen, Displays und Lasergeräte verwendet werden könnte.
Die Nachfrage der Verbraucher nach umweltfreundlichen, erneuerbaren Materialien hat Forscher dazu veranlasst, auf Holz basierende dünne Folien für optische Anwendungen zu untersuchen. Viele der bisher entwickelten Materialien haben jedoch Nachteile, wie z.B. schlechte mechanische Eigenschaften, ungleichmäßige Beleuchtung, mangelnde Wasserbeständigkeit oder die Notwendigkeit einer Polymermatrix auf Erdölbasis. Qiliang Fu, Ingo Burgert und Kollegen wollten einen lumineszierenden Holzfilm entwickeln, der diese Einschränkungen überwinden könnte.
Orangefarbenes Licht
Die Forscher behandelten Balsaholz mit einer Lösung, um Lignin und etwa die Hälfte der Hemizellulosen zu entfernen, so dass ein poröses Gerüst zurückblieb. Das Team infundierte dann das delignifizierte Holz mit einer Lösung, die Quantenpunkte enthält – Halbleiter-Nanopartikel, die in einer bestimmten Farbe leuchten, wenn sie von ultraviolettem (UV) Licht getroffen werden. Nach dem Komprimieren und Trocknen brachten die Forscher eine hydrophobe Beschichtung auf. Das Ergebnis war ein dichter, wasserfester Holzfilm mit ausgezeichneten mechanischen Eigenschaften. Unter UV-Licht emittierten und streuten die Quantenpunkte im Holz ein orangefarbenes Licht, das sich gleichmäßig über die gesamte Oberfläche des Films ausbreitete. Das Team demonstrierte die Fähigkeit einer lumineszierenden Platte, das Innere eines Spielzeughauses zu beleuchten. Verschiedene Arten von Quantenpunkten konnten in die Holzfolie eingearbeitet werden, um verschiedene Farben von Beleuchtungsprodukten zu erzeugen, sagen die Forscher.
Die Studie wurde veröffentlicht in ACS Nano 2020, 14, 10, 13775–13783, September 2020.