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拯救星球的神奇材料:纳米纤维素

拯救星球的神奇材料:纳米纤维素

或许你会觉得不可思议,解决我们地球污染问题的答案可能就藏在树木之中,确切来说,是藏在木浆或是产自树木的其他材料中。由于其巨大的潜力,木浆技术近来的进步正带领此行业迈向了可持续革命的前沿,该领域的进展也将进一步应用到生活的方方面面之中。

纳米纤维素,下一种神奇材料?

纳米纤维素(一种由木浆精炼而成的凝胶状物质)被寄希望于取代电池和传感器中的有害金属和塑料,更可作为智能包装被应用于电气及其保护部件。飞行汽车和悬浮滑板这些遥不可及的概念可能将在未来数十年得以实现,出现在城市街头以及我们的生活当中,同时由于3D打印等尖端技术的出现,将使这些概念的商业化应用成为现实。

今年年初,日本公司Mui推出了其第一款木质智能交互面板,通过触摸LCD上的图标,便能实现控制温度、调节照明、智能门铃、播放音乐和显示时间等功能。食品工业也同样受益颇多。纳米纤维素卡路里含量低,可作为碳水化合物添加剂的替代品。

纳米纤维素具有清理泄漏的油污以及用作计算机组件等潜在的用途。不久之后,木质材料将可以衍生为动力能源,应用于汽车、飞机甚至其他工业行业当中。

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瑞士联邦材料科学与技术实验室(EMPA)的科学家正在使用纳米纤维素来替代人体中磨损或断裂的软骨(图片:Empa)。

医学领域新突破

就连医疗行业也将从这项技术中获益。例如,瑞士联邦材料科学与技术实验室(EMPA)的科学家们正在使用纳米纤维素替代人体磨损或断裂的软骨。其中为人称道的便是培养组织细胞生长支架,这种支架可以复制出人类的耳朵,预计在不久的将来会得到更广泛的应用。

此外,纳米纤维素还可以作为空气凝胶用于尿布、卫生棉和创面敷料等卫生产品中,或将这种材料制成片剂服用则可以治疗一些身体内部疾病。EMPA纤维素与木材材料实验室主任Gustav Nyström博士对研究结果抱乐观看法。他说:“这项工作主要通过纤维素的可持续性和生物兼容性来实现,因此纳米纤维素能被用作加速新组织再生的凝胶敷料,甚至软骨。”

 

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使用生物绘图仪,可以将粘性的纳米纤维素水凝胶印刷成复杂的形状(图片:Empa)

绿色电子技术,引领未来可持续发展

加拿大西蒙弗雷泽大学(SFU)的Woo Soo Kim教授正着手研发具有纳米纤维素、各种元素及具备创造绿色电子产品能力的3D电子技术。他希望此类实验可以实现3D打印机大规模生产无塑料电路板的愿景。

SFU机电系统工程学院的学者Kim表示:“我的研究表明绿色电子产品在可持续制造方面的巨大潜力。诸如包括绿色电路板、可生物降解的无线IoT传感器和3D打印环保灯丝在内的绿色电子应用。这一技术的实现可以节省很多材料。

”木浆技术的进步带来了几乎无限的可能性。Kim相信:“绿色电路板无疑将解决社会所面临的全球能源和环境挑战问题,并为我们提供最有效的解决方案。丰富的木材衍生材料资源将促进这项技术的发展,拓宽其应用领域。”Nyström深信,该行业正在不断发展创新,今后将能提供更加多元化的服务。他总结道:“我们对未来充满希望,期待其中一些材料在未来社会的可持续发展中能发挥重要作用。”

 

 

文字编辑: Craig Houston

图片来源: the Swiss Federal Laboratories for Materials Science and Technology (EMPA)