木头变身“激光捕手”,开启下一代照明技术新路径
在材料科学不断追求高透明度的进程中,一项看似“绕远”的研究却催生了令人惊喜的成果——一种被称为“激光木材”的新型复合材料。它并未沿袭传统思路去制造完全透明的木材,而是巧妙放大了木材本身朦胧透光的特性,发展出一种可应用于激光照明的高雾度材料,为固态光源技术提供了全新方向。
四步工艺,木头变身光学材料
原本普通的木材要成为能够“捕捉”并重新分配激光的特殊材料,需经历一系列精密处理:
选材定形:研究人员测试了二十余种木材,最终选定结构疏松、细胞壁较薄的轻木,更有利于光的渗透与传播。将其预先制成球形,以利用该形状特有的均匀散射效果。
去除显色组分:通过将木球置于高温亚氯酸钠溶液长时间处理,去除其中主要呈色和提供硬度的木质素,得到以白色纤维素为主的多孔骨架。
清洗与置换:经去离子水清洗后,使用乙醇等有机溶剂置换木材微孔中的水分。此步骤是关键过渡,为后续高分子材料填充做好准备,避免因水分残留产生光学缺陷。
树脂浸渍与固化:把处理后的木球浸泡在透明环氧树脂中,在真空环境下使其充分渗入木材内部的纳米孔隙,最后通过紫外线或加热固化成型,形成结构完整、透光良好的木质复合材料。
激光在木质材料中的“捕获”与转化
研究团队来自中国林科院木材所,最初目标是开发高透明度“透明木材”,但在实验过程中发现木材的高雾度特性——即透光但视线不清——难以彻底消除。他们转变思路,决定反向操作:不是降低雾度,而是将其强化并转化为优势。
通过工艺调整,他们将材料雾度提高至90%以上。此时木材内部形成密集复杂的光散射体系。当激光束射入,光线不再直接穿透,而是在纤维素与树脂的交界面上经历反复折射与散射,迅速扩散至整个材料,使木球成为一个均匀发光的立体光源。
与常见的LED照明相比,激光木材的发光机制更为直接。LED需经过“电-光-荧光”多步转换,存在能量损耗和发热问题;而激光木材直接利用激光进行散射,理论上的光效更高,具备显著节能潜力。
未来应用:极端环境与重大工程中的照明新选择
这一材料在国防、深海探测、偏远地区照明、极端温度环境等特殊场合展示出广泛的应用前景。它不仅重新定义了木材的可能性,也为我国绿色低碳发展和高新照明技术提供了新的科技支撑。
更多文章
-
高校算法竞赛低龄化趋势显著,AI浪潮激发新生代参与热情
近年来,在人工智能技术快速发展的推动下,全国高校算法类竞赛呈现出参赛者年级逐渐下移的新态势。作为国内具有广泛影响力的程序设计赛事之一,“蓝桥杯”在2025年首次推出面向新生的专项比赛,吸引了来自全国超800所高校的2.4万名大一学生报名参加。清华大学交叉信息学院的一名新生分享了他的经历。他从小学开始学习编程,
-
奇瑞发布十大突破性技术 构建全球汽车产业新高地
2025年10月18日,奇瑞在安徽芜湖正式启动以“科技引领,智造未来”为主题的全球创新盛会,集中呈现了公司在电动智能出行、车联网、人工智能与共享出行等方面的前沿突破。奇瑞董事长尹同跃在开幕致辞中指出,企业全球化不应仅关注市场扩张速度,更应着眼于长期稳健的发展路径。他表示,奇瑞正致力于构建贯穿新能源、智能驾驶
-
“飞天火箭”腾跃 “智能机甲”劲舞 兰州海亮实验学校科技盛宴点亮少年报国志
10月15日,兰州海亮实验学校运动场迎来一场科技盛事。在“点火”口令中,“探空号”模型火箭呼啸升空,彩伞迎风飘落,该校第二届“明日先锋”信息科技活动周正式启动。整场活动贯通古今、创意纷呈,为师生打造出一场沉浸式的科学探索之旅。一、当敦煌飞天遇见未来科技“瞧!航天员和壁画仙子一同起舞啦!”舞台边簇拥的同学
-
芯片技术迈入“立体集成”时代,突破传统性能瓶颈
近年来,芯片制造行业在持续缩小元件尺寸的过程中,逐渐逼近物理极限。一项创新性研究通过改变芯片结构设计,绕过了长期制约计算能力提升的障碍,为未来电子产品的环保制造开辟了新方向。自上世纪中叶起,提升电子设备性能的主要途径是不断缩小晶体管体积,并在单位面积内集成更多元件。这一技术演进路线曾被业界广泛认同的
-
AI全面赋能“双11”,电商运营与消费体验双升级
年度“双11”购物盛会正式启动,国内各大电商平台积极布局,人工智能技术在本次活动中扮演多重角色,推动整体效率与服务升级。对商家来说,AI不仅辅助日常运营,更成为提升经营效果的核心工具。天猫平台负责人在近期发布会上指出,人工智能正在为品牌创造新的增长路径。据了解,今年以来,淘宝天猫持续加强人工智能研发,平