中國研發出新型激光木材可實現高效固態激光照明，1月12日，記者從中國林業科學研究院獲悉，該院木材工業研究所木質復合材料創新團隊成功研發出一種可實現高效率固態激光照明的高霧度透光木質復合材料。團隊將其命名為木質激光散射體復合材料（以下簡稱激光木材）。這一研究成果日前發表于國際期刊《先進材料》。

激光木材

透光木材作為一種新型綠色復合材料，具有一定的霧度，即透光而不清晰。正是這一霧度特性，限制了透光木材在某些要求高透明度的應用場景中的使用。

“霧度的產生主要是由于光線在透光木材內部發生散射。這是一個難以完全消除的固有現象。”論文第一作者兼通訊作者、中國林業科學研究院木材工業研究所副研究員唐啟恒對科技日報記者說，“傳統研究思路是努力降低霧度。但我們轉變了思路，嘗試利用這一特性探索其潛在的應用價值。”

采用逆向思維，該研究團隊成功研發出了高霧度透光的激光木材。“在微觀層面，這種材料基于木材細胞骨架和樹脂形成了一種雙相互穿網絡結構。這種獨特的結構形成了一個折射率非常不均勻的介質體系，導致光線在網絡結構中發生強烈散射。值得注意的是，這種高度散射的特性恰好適用于聚集的激光束在3D空間中進行散射，從而實現高效率的固態激光照明。此外，當調整紅綠藍三基色激光的照射比例時，這種材料還能發出不同顏色的光。”唐啟恒解釋說。

激光木材作為一種創新的照明材料，具有廣闊的應用前景。“無論是室內外照明、島嶼照明，還是深水、深海等極端環境下的照明，激光木材都展現出了獨特的潛力。”論文共同通訊作者、中國林業科學研究院木材工業研究所研究員陳勇平說，這項研究成果既為木材光電子學的發展提供了理論支撐，又為木材在激光照明領域的應用開辟了新途徑。

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中國林科院木材工業研究所木質復合材料創新團隊將折射率與纖維素不匹配的樹脂浸入脫除木質素的木材，固化后得到高霧度透光木質復合材料，可將束狀聚集激光進行3D空間散射，故將其命名為木質激光散射體復合材料（以下簡稱“激光木材”）。相關研究成果近日發表在學術期刊《先進材料》上。

透明木材（亦叫透光木材）是在木材科學與材料科學基礎上交叉孕育、發展起來的一種新型綠色復合材料。獲得透明木材的常規做法是將折射率與纖維素匹配的高分子樹脂浸入脫除木質素（或木質素發色、助色等基團）的木材，固化成具有一定霧度的透光木質復合材料。不過，霧度（亦叫不清晰度）卻使透明木材難以應用于有高透明需要的領域。

論文第一作者兼通訊作者、中國林科院木材工業研究所副研究員唐啟恒介紹，團隊利用逆向思維研究得到高霧度透光木質復合材料，在微觀下表現為木材細胞骨架和樹脂形成雙相互穿網絡結構。“該結構形成折射率極其不均勻的介質體系，促使光在網絡結構中發生高度散射——這種特性恰好有將束狀聚集的激光進行3D空間散射的天然優勢，不需要經過光轉換步驟即可實現高效率固態激光照明，有效解決了當前發光二極管（LED）存在的光轉換效率下降的致命缺點，有望成為下一代光源的潛在競爭者。”

論文共同通訊作者、中國林科院木材工業研究所研究員陳勇平表示，未來，“激光木材”在涉及國防軍工、民用科技的照明領域，例如遠距離島嶼、無接觸室內外、深海、極端環境等，均具有廣闊的應用前景。業界專家認為，該成果不僅為木材光電子學的發展及木材高值化利用提供了理論參考，還可助力我國綠色低碳高質量發展和生態文明建設。