我国科研团队发现“激光木材”，可实现高效率固态激光照明

2024-01-10 17:32

中国林科院木材工业研究所木质复合材料创新团队将折射率与纤维素不匹配的树脂浸入脱除木质素的木材，固化后得到高雾度透光木质复合材料，可将束状聚集激光进行3D空间散射，故将其命名为木质激光散射体复合材料（以下简称“激光木材”）。相关研究成果发表于材料领域顶级期刊《Advanced Materials》（五年平均IF＝30．2）。

透明木材，作为一种新型绿色复合材料，具有一定的雾度（即透光而不清晰）。然而正是这一雾度特性，在某些要求高透明度的应用场景中限制了透明木材的使用。获得透明木材的常规做法是将折射率与纤维素匹配的高分子树脂浸入脱除木质素（或木质素发色、助色等基团）的木材，固化成具有一定雾度的透光木质复合材料。不过，雾度（亦叫不清晰度）却使透明木材难以应用于有高透明需要的领域。

该研究团队利用逆向思维，提出利用折射率与纤维素不匹配的树脂浸入脱除木质素（或脱除木质素发色、助色等基团）的木材这个策略，固化之后，得到高雾度的透光木质复合材料。该材料在微观下表现为木材细胞骨架和树脂形成双相互穿网络结构，该结构形成折射率极其不均匀介质体系，促使光在网络结构中发生高度散射，而这种高散射特性却恰好成为将束状聚集的激光进行3D空间散射的天然优势，无需经过光转换步骤，即可实现高效率固态激光照明，这种特性有效解决了当前发光二极管（LED）存在的光转换效率下降的致命缺点，有望成为下一代光源的潜在竞争者，

唐启恒副研究员为该论文的第一作者兼通讯作者，陈勇平研究员为共同通讯作者，该项工作得到郭文静研究员和常亮研究员的大力支持和悉心指导。业界专家认为，该成果不仅为木材光电子学的发展及木材高值化利用提供了理论参考，还可助力我国绿色低碳高质量发展和生态文明建设。