近日,我校木本油料资源利用全国重点实验室/生物质材料科学与技术教育部重点实验室生物质光功能材料团队翟迎香副教授与合作者在国际综合期刊《自然·通讯》(Nature Communications)发表题为“3D-printable phosphorescent woody materials”的研究论文。该研究首创绿色改性策略,成功制备出兼具室温磷光性能且可通过直写式3D打印(DIW)技术直接加工为多样定制化形状的新型木质功能材料(CX-Wood),实现了智能发光材料的绿色化、定制化制备,为建筑装饰、智能传感、防伪标识等领域提供了创新解决方案。

李淑君、陈志俊教授带领的生物质光功能材料团队,长期深耕于林木资源光理化特性与功能利用研究。团队针对传统磷光材料依赖化石原料、制备工艺复杂,且木质材料难以同时实现发光性能与打印适配性的技术瓶颈,团队创新采用羧基基团修饰木粉,构建了刚性超分子结构。这种分子工程设计不仅诱导纤维素微纤丝晶格部分畸变、强化氢键网络,有效稳定三重激发态以增强室温磷光性能,同时赋予材料流变特性,成功制备出高保真水性磷光墨水。

CX-Wood材料凭借其卓越的综合性能与绿色可持续特性,展现出广阔的应用前景。实验数据显示,该材料室温磷光寿命最高可达358.72 ms,且湿度响应可逆性优异,在多次循环后性能依然保持稳定。其全球变暖潜能值(GWP)低于其他报道的DIW墨水,环保优势显著。

除此之外,CX-Wood不仅兼具优异的力学性能和阻燃特性,还具有良好的打印适应性,可满足不同精度需求。与目前大多数需要将木材与聚合物物理混合、制备过程昂贵且复杂的可打印木质材料相比,CX-Wood制备过程可持续、便捷且成本低廉,在建筑、家具及其他应用领域展现出广阔的应用前景,为可持续结构材料的发展提供了新思路。

论文链接:https://doi.org/10.1038/s41467-026-70488-y