在长时间暴露于阳光下,对含有红素的纳米纤维素薄膜进行光学评估
Rustem Nizamov1, Joice Kaschuk2,3,4, Yazan Al Haj5
1Department of Mechanical and Materials Engineering, Faculty of Technology, University of Turku, 20500 Turku, Finland.
Cellulose (London, England)
|July 14, 2025
概括
纤维素纳米纤维膜与素显示出优良的紫外线保护和稳定性1000小时的光照后. 素的结合提高了光电子应用的耐用性.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 纳米技术纳米技术
- 可持续材料 可持续材料
背景情况:
- 纤维素纳米纤维 (CNF) 和TEMPO氧化纤维素纳米纤维 (TOCNF) 是光电子应用的前景.
- 缺乏关于这些薄膜的长期稳定性和紫外线阻断性能的定量数据,特别是与红素.
- 了解薄膜老化对于太阳能电池等应用至关重要.
研究的目的:
- 在长时间 (1000小时) 的人工阳光照射下,研究含有和不含有红素的CNF和TOCNF薄膜的稳定性和紫外线阻断特性.
- 为了评估在老化后对纳米纤维素薄膜的光学和机械性能的影响.
- 评估这些含素的纳米纤维素薄膜在可持续光电子应用中的潜力.
主要方法:
- 纤维素纳米纤维 (CNF) 和TEMPO氧化纤维素纳米纤维 (TOCNF) 薄膜的制造,含有或不含有素 (残留物或纳米颗粒).
- 将薄膜暴露在1000小时的人造阳光下.
- 在老化前后评估光学性能 (透光率) 和机械性能 (拉力测试).
- 分析结构变化和潜在的化学修饰 (例如氧化).
主要成果:
- 含有素的薄膜 (LignoCNF,LignoTOCNF,CNF-LNP,TOCNF-LNP) 显示出显著的紫外线阻断稳定性,即使在老化后,其透射率在390nm以下也低于1%.
- 大多数素薄膜在老化后的400-600nm之间显示出增强的透射率,除了LignoTOCNF.
- 长期暴露于光线导致机械性能下降,包括增加CNF/LignoCNF的脆性和减少LNP含片中破裂时的应变.
结论:
- 将红素纳入纳米纤维素薄膜显著提高了它们在暴露于光下的紫外线保护和稳定性.
- 虽然机械性能恶化,但以素为基础的纳米纤维素薄膜由于耐用性和抗UV强度的提高,对可持续的光电子应用有很大的希望.
- 观察到的变化归因于功能组的潜在氧化和纤维素和素的结构变化.
