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隨著當前對循環經濟和氣候變化的重視，木質素（一種將木材中的細胞、纖維和容器結合在一起的有機物質）被認為是一種很有前途的可再生資源，可以取代化石材料。但目前，這種紙漿和造紙工業的副產品還未得到充分利用，其中約 98% 用于燃燒加熱或發電。

使用木質素的障礙之一是其分子結構復雜，難以分解。現在，芬蘭阿爾托大學的研究人員開發出了一種方法，可以將木質素轉化為具有防霧和防反射特性的生物基透明涂層。

木質素納米顆粒（LNPs）具有親水性，適合制造紋理，因此非常適合光學應用，尤其是需要防霧性能的應用。然而，實現這一用途的一個問題是克服顆粒的不透明性，這需要精確控制薄膜厚度。

在目前的研究中，研究人員著眼于減小 LNPs 的尺寸，以克服不透明性問題，因為較小的顆粒不容易混濁，而且散射光更均勻。

該研究的第一作者亞歷山大-亨恩（Alexander Henn）說："光學涂層需要透明，但到目前為止，即使相當薄的木質素顆粒薄膜也是可見的。我們知道，小顆粒看起來不那么渾濁，所以我想了解能否通過將顆粒尺寸減小到最小來制作隱形顆粒膜。"

為了縮小顆粒尺寸，研究人員通過乙酰化對木質素進行了化學改性，乙酰化是一種酯化反應，將乙酰官能團引入有機化合物中。使用乙酸驅動反應--在140 °F（60 °C）的相對較低溫度下僅需10分鐘--該過程產生了高濃度的超小型LNP，具有意想不到的特性。

Henn說："我用乙酰化木質素制成的木質素顆粒具有相當令人驚訝的特性，這使得這項研究的其他部分變得非常有趣。例如，制作光子薄膜的可能性就完全出乎意料。"

顆粒的小尺寸使研究人員能夠控制層的厚度和外觀，從透明的亞單層到多層薄膜，這使他們能夠控制不同波長光的顏色和吸收率。

快速而簡單的乙酰化方法可產生可用于不同用途的木質素 圖/Henn 等人/阿爾托大學 (CC BY 4.0)

他們發現超薄透明涂層可以減少水滴造成的光散射，并得出結論：乙酰化木質素適合用作透明表面的防霧涂層。此外，通過加厚涂層和使用多層薄膜，研究人員可以控制涂層的顏色，從而獲得明亮的黃色、藍色和紫色。這些較厚的涂層還具有光子特性，即它們能反射光線。

研究人員說，乙酰化反應的速度和簡易性及其高產率意味著它可以擴大到工業水平，木質素是碳匯的額外好處。

該研究的通訊作者之一莫妮卡-厄斯特伯格（Monika Österberg）說："基于木質素的產品可能具有商業價值，同時還能起到碳匯的作用，有助于緩解目前對化石燃料的依賴并減少二氧化碳排放。像這樣的高價值應用對于推動木質素的價值化，使我們不再僅僅將木質素用作燃料非常重要"。

該研究發表在《化學工程雜志》上。