基于液相三维图版技术的纳米纤维素取向薄膜的研制构想。信贷:大阪大学

　　大阪大学的研究人员开发了液相三维图形技术，以在同一薄片内沿多个轴排列的纳米纤维素薄膜。这项工作可能导致更复杂的光学和热学设备，甚至“纸电子”。

　　大阪大学科学与工业研究所的研究人员介绍了一种新的液相制备方法，用于生产具有多轴对齐的纳米纤维素薄膜。使用3d打印方法增加控制，这项工作可能导致更便宜和更环保的光学和热器件。

　　自从在20世纪60年代的电视节目中首次出现“立体游戏”以来“纳尔象棋”一直被用作“我”老练的思考。现在，大阪大学的研究人员可以说，他们已经添加了自己的版本，有可能应用于先进光学和廉价的智能手机显示器。

　　研制了多轴纳米纤维素取向薄膜。信贷:大阪大学

　　许多现有的光学设备，包括老式平板电视中的液晶显示器(lcd)，都依赖于同一方向排列的长针状分子。然而，让光纤在同一设备上的多个方向排列要困难得多。有了一种能够可靠且廉价地生产光纤的方法，将会加快低成本显示器甚至“纸质电子产品”的制造——这种电脑可以根据需要用可生物降解材料打印出来。

　　纤维素是棉花和木材的主要成分，是一种由长分子构成的丰富的可再生资源。纳米纤维素是由单轴排列的纤维素分子链制成的纳米纤维，它们在不同方向上具有不同的光学和热传导特性。

　　在大阪大学科学与工业研究所最新发表的研究中，纳米纤维素是从海菠萝(一种海鞘)中提取的。然后，他们使用液相3d打印技术，将纳米纤维的湿纺与3d打印的精度相结合。一个定制的三轴机器人将纳米纤维素水溶液悬浮液注入丙酮凝固浴中。

　　第一作者Kojiro Uetani说:“我们开发了这种液相三维图案技术，允许纳米纤维素沿着任何首选轴排列。”图案的方向可以编程，使其形成垂直和水平排列的纤维交替棋盘图案。

　　为了演示该方法，一个薄膜被夹在两个正交偏振薄膜之间。在适当的观察条件下，出现了双折射的棋盘图案。他们还测量了热传递和光学延迟性能。

　　“我们的发现可以帮助开发下一代光学材料和纸质电子产品，”资深作者野木雅哉说。“这可能是自下而上建造复杂、节能的光学和热材料技术的开始。”

　　参考文献:“通过液相三维图形化的多轴定向纳米纤维素的方格薄膜”，作者:Kojiro Uetani, Hirotaka Koga和Masaya Nogi, 2020年5月18日。DOI: 10.3390 / nano10050958