Ett team vid Institute of Scientific and Industrial Research vid Osaka University har bestämt de optiska parametrarna för cellulosamolekyler med oöverträffad precision. De fann att cellulosas inneboende dubbelbrytning, som beskriver hur ett material reagerar olika på ljus med olika orienteringar, är tillräckligt kraftfull för att användas i optiska skärmar, som flexibla skärmar eller elektroniskt papper.

Cellulosa är ett gammalt material som kan vara redo för en stor comeback. Det har använts i årtusenden som den primära komponenten i pappersböcker, bomullskläder, och nata de coco, en tropisk dessert gjord på kokosvatten. Medan böcker gjorda av döda träd och vanliga gamla skjortor kan verka passé i en värld som blir allt mer fylld av surfplattor och smartphones, forskare vid Osaka University har visat att cellulosa kan ha precis vad som krävs för att göra våra moderna elektroniska skärmar billigare och ge skarpare, mer levande bilder.

Cellulosa, en naturligt förekommande polymer, består av många långa molekylära kedjor. På grund av dess styvhet och styrka, cellulosa hjälper till att upprätthålla den strukturella integriteten hos cellväggarna i växter. Det utgör cirka 99% av de nanofibrer som ingår i nata de coco, och hjälper till att skapa dess unika och välsmakande konsistens.

Teamet vid Osaka University uppnådde bättre resultat genom att använda enriktad nanofiberfilm av cellulosa som skapats genom att stretcha hydrogeler från nata de coco i olika takt. Nata de coco nanofibrer tillåter cellulosakedjorna att vara raka på molekylnivå, och detta är till hjälp för den exakta bestämningen av den inneboende dubbelbrytningen – det vill säga, maximal dubbelbrytning av helt förlängda polymerkedjor. Forskarna kunde också mäta dubbelbrytningen mer exakt genom metodförbättringar. "Med hjälp av högkvalitativa prover och metoder, vi kunde på ett tillförlitligt sätt bestämma den inneboende dubbelbrytningen av cellulosa, för vilka mycket olika värden tidigare beräknats, " säger seniorförfattaren Masaya Nogi.

Den huvudsakliga applikationen forskarna tänker sig är som ljuskompensationsfilmer för LCD-skärmar, flytande kristaller, eftersom de fungerar genom att styra pixlarnas ljusstyrka med filter som tillåter endast en orientering av ljuset att passera igenom. Potentiellt, vilken smartphone som helst, dator, eller TV som har en LCD -skärm kan se bättre kontrast, tillsammans med minskade färgojämnheter och ljusläckage med tillsats av cellulosa nanofiberfilmer.

"Nanofibrer av cellulosa lovar ljuskompensationsmaterial för optoelektronik, som flexibla displayer och elektroniskt papper, eftersom de samtidigt har god transparens, flexibilitet, dimensionell stabilitet, och värmeledningsförmåga, " säger huvudförfattaren Kojiro Uetani. "Så leta efter detta uråldriga material i dina framtida högteknologiska enheter."