《一种利用Se-NPs增强松树和山毛榉木材颜色和抗菌性能的新方法》

  • 来源专题:农业生物安全
  • 编译者: 任洁
  • 发布时间:2023-09-01
  • 松木(PW)和山毛榉木(BW)由于其独特的特性和低加工成本,是家具和其他应用中使用最多的木材。然而,它们的可生物降解性和不同的水分含量限制了它们的广泛使用和耐用性。因此,在这项研究中,纳米技术被用作一种新的环保方法来提高木材的耐久性、抗菌性能和颜色。采用生态友好的方法制备了不同浓度(25和50 mM)的球形硒纳米粒子(Se-NPs),分别在35~80和40~155 nm范围内。通过紫外可见分析、透射电子显微镜(TEM)和x射线衍射(XRD)证实了Se-NPs在纳米尺度上的形成。将制备好的Se-NPs分别浸渍在PW和BW中,浸渍时间从2 h到1周不等。处理后的木材在蒸馏水中浸出14天,以消除木材表面多余的Se-NPs。处理后的木材表面使用能量色散x射线光谱(EDX)和扫描电子显微镜(SEM)进行检查。此外,还测定了Se-NPs在切向和径向两侧渗入木材的深度。研究了Se-NPs对木材色泽、密度、含水率和抗菌活性的影响。Se-NPs处理后的PW具有较好的抗菌性能和显色性能。PW样品在50 mM Se-NPs中浸泡2 h的KS值最高,而在相同浓度下浸泡2天和1周的抗菌值最高。
相关报告
  • 《筛选城市树种的新方法》

    • 来源专题:农业科技前沿与政策咨询快报
    • 编译者:李晓曼
    • 发布时间:2017-11-28
    • 美国联邦林业局太平洋西南研究站(U.S. Forest Service’s Pacific Southwest Research Station)日前发布了一份技术手册以及迄今为止最庞大的城市树木数据库 ,数据库收录了各城市树种在不同地区的预计生长水平数据。由于美国城市周边地区空间拥挤,景观植物用地更是寸土寸金。树木数据库的出现使得城市规划和林业部门能够更准确地选取树种,从而让树木生长成为理想的城市景观,减少后期修剪维护的困扰。 美国林业局研究员、手册和报告的首席作者格雷格·麦克弗森(Greg McPherson)表示,“了解树木的生长极限尺寸能够避免未来树木根系与人行道、枝杈与输电线之间的冲突。”手册和数据库是14年调查研究的结晶,涉及全美14,000多株树木的研究分析数据。美国以往的种植模式是在一个城市或地区特定种植几种树木,新数据库中包含多达171种树种的数据,横跨16个气候带。数据库所收录树种数据包含各个树龄,并且相关数据采集均使用统一的测量单位。麦克弗森表示,“世界上很少有类似的研究,如果有的话,我们就可以从树木数量范围、树种分析、树龄段、地区等方面进行比较。”该研究利用统计建模给出的预测增长维度水平也是前所未有的。除了通过计算树的直径和年龄来确定预期生长之外,该研究还采用了该研究的另一位主要研究者林业局城市生态学家纳塔利·万·多尔恩(Natalie van Doorn)表示,“尽管树木生长是一个复杂的过程,但生长方程可以十分简单并准确地表明树木在不同树龄阶段的尺寸变化。”除预测树木生长尺寸外,技术手册还提供了每种树种的叶片量数据,对预测空气污染物的吸收量起到至关重要的作用。为了让非专业读者能读懂,报告还给出了详细的使用说明,包括如何使用生长方程,如何计算树木的尺寸、生物量、碳储量以及其他城市林业人员关注的指标。万·多尔恩表示,“该研究和相关文献从始至终是以城市林业规划为核心的,城市树木对居民的益处不胜枚举,而本研究恰恰能够帮助社区居民充分利用这些自然资源。” (编译 李晓曼)
  • 《美国能源部橡树岭国家实验室(ORNL)的研究人员揭示了一种测量磁性材料高速波动的新方法》

    • 编译者:张宇
    • 发布时间:2025-04-29
    • 近日,美国能源部橡树岭国家实验室(Oak Ridge National Laboratory)的研究人员在纳米尺度(尺寸为十亿分之一米)上,利用单量子比特传感,揭示了一种测量磁性材料高速波动的新方法。该方法将为量子材料的发展带来新变化,从而推进传统计算到新兴量子计算领域的技术发展。该研究成果以发表在《Nano Letters》期刊上。 许多材料都会经历相变,其特征是重要的基本属性随温度呈阶梯式变化。了解物质在临界转变温度附近的状态是开发利用独特物理特性的新材料和技术的关键。在这项研究中,该团队使用纳米级的量子传感器来测量磁性薄膜在相变状态附近的自旋波动。在室温下具有磁性的薄膜对于数据存储、传感器和电子设备至关重要,因为它们的磁性可以被精确地控制和操纵。 该团队在纳米相材料科学中心(ORNL的美国能源部科学办公室用户设施)使用了一种名为扫描氮空位中心显微镜的专用仪器。氮空位中心是金刚石中原子级的缺陷,其中氮原子取代了原来碳原子的位置,且相邻的碳原子缺失,从而形成了量子自旋态的特殊构型。在氮空位中心显微镜中,量子自旋态的缺陷能够对静态和动态磁场做出不同的反应,使研究人员能够在单个自旋态的水平上检测仪器的反馈信号,以确定纳米级结构的形态。 ORNL材料科学与技术部的研究人员Ben Lawrie说:“氮空位中心既充当量子比特(qubit),又是一个高度敏感的传感器,我们在薄膜上方移动它,以测量磁性和自旋波动的温度相关变化,这是任何其他方式都无法测量的。 当受自旋方向控制的材料的磁性不断改变方向而不是保持固定时,就会观察到自旋波动。该团队测量了薄膜在不同磁态之间经历相变时的自旋波动,这种相变是通过改变样品温度诱导的。 这些测量揭示了自旋波动的局部变化是如何在相变附近与全局变化联系在一起的。这种对相互作用自旋态的纳米级理解可能会催生出新的基于自旋的信息处理技术,并对广泛的量子材料类别有更深入的了解。 “自旋电子学的进步将提高数字存储和计算效率。与此同时,如果我们能学会控制自旋与其环境之间的交互,那么基于自旋的量子计算向大家展示的计算机仿真模拟的诱人前景将是以往任何传统计算架构都不可想象的。“Lawrie说。 这种类型的研究集合了ORNL在量子信息和凝聚态物理学方面的能力。Lawrie说:“如果我们能够利用最新的量子资源来获得对材料中经典态和量子态的新理解,这将有助于我们设计出在网络、传感和计算方面有实际应用的新型量子设备。 美国能源部基础能源科学计划资助了这项研究。 UT-Battelle作为美国能源部橡树岭国家实验室(ORNL)的非营利性管理和运营承包商。 授权为美国能源部(DOE)科学办公室管理ORNL。作为美国物理科学研究的最大单一支持者,科学办公室始终致力于应对我们这个时代最紧迫的挑战。