(PhysOrg.com) - Användning av nanokristaller av cellulosa, huvudkomponenten i massa och papper, kemiforskare vid University of British Columbia har skapat glasfilmer som har applikationer för energibesparing i byggnadsdesign på grund av deras förmåga att reflektera specifika våglängder av ljus, som ultraviolett, synlig eller infraröd.

Dessa nanoporösa filmer, beskrivs i en artikel publicerad i dagens nummer av Natur , kan också användas i optiska filter, sensorer, eller för molekylseparation i läkemedelsindustrin.

”Det här är första gången som den unika, spiralformad struktur av cellulosa har replikerats i ett mineral, ”Säger Mark MacLachlan, docent på kemiavdelningen vid UBC och medförfattare till uppsatsen. "Filmerna har många tillämpningar och vi skapade dem från en spännande ny produkt som härrör från vår träbearbetningsindustri här i British Columbia."

På molekylär nivå, filmerna har spiralformad struktur av nanokristallin cellulosa, en byggsten av trämassa, förklarar MacLachlan.

MacLachlan och doktoranden Kevin Shopsowitz, postdoktor Hao Qi och Wadood Hamad från FPInnovations, snubblat över denna upptäckt när han försökte skapa ett vätlagringsmaterial.

UBC -forskarna blandade cellulosan från vedmassan med en kiseldioxid, eller glas, prekursor och brände sedan bort cellulosan. De resulterande glasfilmerna består av porer, eller hål, arrangerad i en spiralformad struktur som liknar en spiraltrappa. Varje hål är mindre än 1/10, 000:e av människohårets diameter.

"När Kevin visade mig filmerna och de var röda, blå, gul och grön, Jag visste att vi hade kunnat behålla den spiralformade strukturen som finns i cellulosan. ”

"Den spiralformade organisationen vi producerade efterliknar syntetiskt strukturen hos exoskeletonerna hos några iriserande skalbaggar, Säger Shopsowitz.

Porerna i spiralen ger filmerna ett brett användningsområde. När vissa vätskor tillsätts till filmen, vätskan fastnar i porerna och ändrar filmens optiska egenskaper.

”Genom att funktionalisera porerna för att göra dem mer selektiva för specifika kemikalier, vi kanske kan utveckla nya sensorer som är mycket känsliga för att upptäcka ämnen i miljön, Säger Shopsowitz.

För att minska energin som behövs för att kyla byggnader, fönster kan behandlas med de transparenta filmerna som reflekterar infrarött ljus - ljuset som värmer upp en byggnad. Just nu, metallpartiklar används ofta för att göra detta men de nyanserar fönstren bruna.

Denna forskning gjordes i samarbete med FPInnovations, en organisation för att utveckla nya produkter från skogsindustrin, och med finansiering från Natural Sciences and Engineering Research Council of Canada.