Empa和苏黎世联邦理工学院的研究人员将木材变得可压缩， 并将其变成一个微型发电机 。 当它被加载时， 就会产生电压 。 通过这种方式， 木材可以作为生物传感器或产生可用的能源 。 为了确保这个过程不需要腐蚀性的化学品， 自然产生的木材降解真菌接管了改造木材的任务 。
Ingo Burgert和他在Empa和苏黎世联邦理工学院的团队已经一次次证明了这一点 。 木材不仅仅是一种建筑材料 。 他们的研究旨在扩展木材的现有特性， 使其适合全新的应用范围 。 例如， 他们已经开发出高强度、防水、可磁化的木材 。 现在， 该团队与Francis Schwarze和Javier Ribera组成的Empa研究小组一起， 开发出了一种简单、环保的从一种木质海绵中发电的工艺， 他们上周在《科学进展》杂志上进行了报道 。
如果你想用木材发电， 所谓的压电效应就会发挥作用 。 压电效应是指通过固体的弹性变形产生电电压 。 这种现象主要被计量学所利用， 计量学使用的传感器会产生电荷信号， 比如说， 当机械负载被施加时， 就会产生电荷信号 。
然而， 这种传感器通常使用的材料不适合用于生物医学应用， 例如锆钛酸铅（PZT）， 由于其含有铅， 不能用于人体皮肤 。 这也使得PZT和Co的生态处理相当棘手 。 因此， 能够利用木材的天然压电效应， 具有很多优势 。 如果进一步思考， 这种效应也可以用于可持续的能源生产 。 但首先， 必须赋予木材适当的特性 。 如果没有经过特殊处理， 木材的柔韧性不够；当受到机械应力时；因此， 在变形过程中只会产生很低的电压 。
伯格特团队的博士生Jianguo Sun使用了一种化学工艺， 这也是该团队近年来对木材进行各种 "改良 "的基础：脱木质化 。 木材细胞壁由三种基本材料组成：木质素、半纤维素和纤维素 。 刚性的木质结构被溶解后 剩下的是柔韧的纤维素网络， 当这个网络受到挤压时， 电荷被分离， 产生电压 。 为了将木材转化为易于变形的材料， 木质素必须至少被部分 "提取" 。 这是通过将木材置于过氧化氢和乙酸的混合物中来实现的 。 木质素在这个酸浴中被溶解， 留下一个纤维素层的框架 。
【新工艺：让木材变得有弹性可发电】研究人员利用了木材的层次结构， 由此产生的白色木质海绵由叠加的薄层纤维素组成， 这些纤维素可以很容易地被挤压在一起， 然后膨胀回原来的形态， 木材变得有弹性了 。 Burgert的团队将边长约1.5cm的测试方块进行了约600次的负载循环 。 该材料表现出惊人的稳定性 。 在每次压缩时， 研究人员测量到的电压约为0.63V， 足以作为传感器应用 。 在进一步的实验中， 该团队试图扩大他们的木质纳米发电机的规模 。
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