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透明木材是一种令人惊讶的多功能材料

了解透明木材如何重塑设计——比玻璃更坚固,更环保,这是马里兰大学的一项突破。

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一块木材在经过两步工艺变成透明木材之前和之后。图片来源:Liangbing Hu

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大多数时候,木材比窗户更适合做墙。

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马里兰大学的研究人员想出了一种方法,可以去除木材中的颜色和化学物质,留下一种比玻璃更坚固、隔热性能更好,且比塑料更容易生物降解的透明材料。

仅需两步

将木材变成窗户的过程实际上是一个相当简单的过程。首先,研究人员将木块放入装满水、氢氧化钠和其他化学物质的沸腾浴中约两个小时。这导致一种被称为木质素的聚合物从木材细胞壁中渗出。木质素是植物界中最常见的化合物之一,其主要功能是使植物细胞更坚硬。对于研究人员来说,至关重要的是,木质素也是赋予木材颜色的物质——当这种化合物消失后,木材变成了白色。

然后,研究人员用环氧树脂浸泡木材,这既加强了木材,又使木材变得透明。秘诀在于木材的天然结构,以及环氧树脂的折射特性。即使它的颜色消失了,木材的潜在结构仍然保持不变,包括树木用来运输养分的微小通道。当这些通道被环氧树脂填充时,它们变成了光的管道,聚焦光线并使其穿过。最终产品看起来更像一块塑料,而不是曾经矗立在森林中的东西。他们将他们的研究发表在《先进材料》杂志上。

木材胜过玻璃

透明木材比玻璃更坚固,并且在受到冲击时不会破碎。但木制窗户还需要一段时间才能出现在房屋中。

目前,研究人员只能处理边长约为四英寸的木块。此外,它们目前限制在约一厘米的厚度,尽管它们也制造出薄如纸张的透明木材。另一支瑞典研究团队也最近成功地使用类似的方法制造了透明木材,但他们的木材不如那么厚,而且透光性也不如前者。

截至目前,马里兰大学的研究人员表示,他们的木材实现了90%的光透射率。

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