研讨人员开发了一种将蟹壳变成生物塑料的工艺，这种塑料可用于制造光学元件—— 衍射光栅。由此产生的轻质、低价光栅是可生物降解的，并且能够使便携式光谱仪也是一次性的。 菲律宾马尼拉雅典大学的研讨小组担任人拉斐尔·a·格雷罗说：“菲律宾以美味的海鲜而出名，但这个行业也是大量固体废物的来源，好比废弃的蟹壳。我们想找到蟹壳废物的另一种用处，并决议弄分明蟹壳中的壳聚糖能否能够用作硅酮的可生物降解替代品，我们以前在实验室里用硅酮制造衍射光栅。”
研讨人员将干蟹壳磨成粉末（左），然后运用化学工艺制造合适制造衍射光栅的溶液（右）。 在《应用光学》杂志上，研讨人员展示了基于壳聚糖的生物塑料可用于制造衍射光栅，其工作原理与市面上在售光栅一样。 格雷罗说：“壳聚糖制成的光栅是可生物降解的，环保的，同时也十分低价，由于蟹壳通常被以为是废物。经过展示有用的光学元件能够由通常被以为是废物的资料制成，我们希望有助于进步光学制造的可持续性，并减少需求处置的海鲜废物的数量。”
研讨人员开发了一种将蟹壳变成生物塑料的工艺，可用于制造 光学元件——衍射光栅（在镊子中）。 将蟹壳变成光学元件 由于壳聚糖具有良好的光学性能，研讨人员决议探求它。在提纯后的溶液中，壳聚糖是透明的，能够像硅树脂一样成型，同时具有更高的折射率，这对某些应用很重要。 为了从蟹壳中提取壳聚糖，研讨人员清洗了从当地加工厂搜集的蟹壳，并在烤箱中烘干。然后将壳碾碎成粉末，用化学措施制成壳聚糖溶液。 研讨人员运用软光刻术从壳聚糖溶液中制造光栅，这是一种运用硅胶模具复制物体纳米级名义特征的复制过程。这触及制备市售衍射光栅的硅胶铸件，然后将壳聚糖溶液倒入其中。当处置计划硬化时，它创建了商业光栅的复制品。 格雷罗说：“与激光蚀刻等减法措施不同，我们的软光刻技术不会产生壳聚糖废物。我们还能够经过改动所运用的化学步骤来修正壳聚糖的物理性质，以更好地满足特定的需求。”
壳聚糖衍射光栅经过软光刻制造，凹槽密度为（a）600和（b）1200线/毫米。 衍射光栅的名义有成千上万的微观凹槽，能够将白光合成成它的组成颜色。当白光映照壳聚糖光栅时，研讨人员能够分明地看到预期的彩虹图案。他们还运用原子力显微镜来确认壳聚糖光栅沟槽之间的间距与原始商业光栅的沟槽间距相对应。最后，用激光束对壳聚糖衍射光栅中止了测试，得到了正确的衍射图样。 一次性光谱仪 格雷罗说：“衍射光栅是光谱仪的主要组成部分，光谱仪是用于各种工业和科学应用的仪器，用于剖析光与样品相互作用的方式，以肯定其化学成分。传统的光栅通常由玻璃等重资料制成，但壳聚糖制成的光栅可用于制造更轻、更低价的光谱仪。” 研讨人员还没有测试壳聚糖光栅的耐用性，但表示它们适用于用于野外工作的一次性光谱仪。例如，这种仪器可用于剖析溪流中的水污染或工厂车间中的食品或药品污染。由于这种资料是可生物降解的，所以用壳聚糖制成的设备对环境的影响最小。他们还努力于进步壳聚糖光栅的功率效率，使其实践应用于理想世界。 格雷罗说：“关于从事螃蟹产业的社区，特别是在菲律宾，我们的发现为他们的海鲜产品增加了价值，由于即便是废弃的组件也能够用于光学制造。经过企业和当地政府的恰当协作，从蟹壳中提取壳聚糖能够增加收入，进步捕蟹渔民及其家庭的生活质量。” 相关链接：https://phys.org/news/2023-03-biodegradable-optical-components-crab-shells.html 了解光电技术,关注光行天下公众号 2023年广告预定开端,欢送联络 微信号: cyqdesign 科研稿件|技术文章投递: service@opticsky.cn |
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