瑞士的研究人员从木头上电

Eth苏黎世和EMPA的研究人员已经进行了化学改性木材，使其更可压缩，将其转化为迷你发电机。压缩时，它会产生电压。这种木材可以作为生物传感器或作为收获能量的建筑材料。

Ingo Burgert和他的公共研究大学·苏黎世和瑞士联邦实验室EMPA的团队已经证明，木材不仅仅是建筑材料。他们的研究提高了木材的性质，以便将其用于新应用。例如，它们已经开发出高强度，防水和可磁化的木材。

现在，与Francis Schwarze领导的EMPA研究组一起，该团队使用了一种化学品和一个生物过程，从一系列木材海绵产生电压。在这样做时，它们放大了所谓的木材“压电效应”。

当压电材料弹性变形时，它产生电压。特别地，测量技术通过使用机械强调时产生电荷信号的传感器来利用这种现象。然而，通常用于这些传感器的许多材料不适合生物医学应用。例如，由于其有毒铅，例如，不能在皮肤上使用铅锆钛酸锆（PZT），并且必须特别地处理。

木材也具有天然的压电效果，但仅产生非常低的电压。如果想要增加电压，则必须改变木材的化学成分 - 这也使其更加可压缩。

为了将木材转化为易于成形的材料，必须溶解细胞壁的一个部件。木细胞壁由三种基本物质组成：木质素，半纤维素和纤维素。 “木质素是树木需要成长的稳定物质。没有木质素，它连接细胞并防止来自屈曲的硬纤维素原纤维，这是不可能的，“伯格尔说。

几个月前，布尔格特团队的博士生和ech和empa的同事们在ACS Nano发表了一项研究，该研究在化学上除去木质素，如何使木材可以变形。结果，其压电效应增强了。

研究人员通过将木材置于过氧化氢和乙酸的混合物中来实现了这种“脱烃”。酸溶解木质素，留下纤维素层的框架。 “该过程保留了木材的层次结构，防止各个纤维的拆卸，”Burgert解释说。

通过这种方式，一块Balsa木材成为一块白色的木制海绵，由薄纤维素层层组成。海绵可以简单地压缩，然后返回其原始形状。 “木材海绵产生比本机[未处理的木材的电压高85倍，”Sun说

该团队对一支侧面长度约为1.5厘米至约600负载循环的测试立方体进行了一个测试立方体。木制海绵证明令人惊讶的稳定：对于每个负载，研究人员测量了大约0.63伏的电压，这适用于传感器。在进一步的实验中，该团队测试了该迷你发生器的可扩展性。如果30这样的木块连接并均匀地装载成人的体重，则产生足够的电力以供电简单的LCD显示器。

在刚刚发表于科学进展的后续研究中，历史博物馆研究团队进一步走了一步，寻求生产木制海绵而不使用化学品。研究人员在自然界中发现了解决方案：真菌灵芝涂抹在木材中导致白色腐烂，轻轻地降解木质素和半纤维素。 “尽管在初始测试中产生的电压低于化学处理的木材，但真菌过程更加环保，”Burgert说。

这种简单，可再生的压电系统有明显的优点。研究人员看到了木制海绵的各种潜在应用 - 例如，作为用于医疗目的的使用相或皮肤友好的压力传感器中收获能量的可持续建筑材料。

然而，在压电木材可以部署为生物传感器之前仍有几个步骤，甚至作为电力收获镶木地板。 Burgert和他的同事现在正在探索各种合作伙伴如何调整工业应用技术。

您正在阅读Electrek-专家，他们在日复一日的日复一日地打破了关于特斯拉，电动汽车和绿色能源的新闻。请务必查看我们的主页，了解所有最新消息，并在Twitter，Facebook和LinkedIn上遵循Electrek，以留在循环中。不知道从哪里开始？查看我们的YouTube频道，了解最新点评。