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可以替代玻璃 的透明木材

majer @ 2021.02.08 , 20:44

可以替代玻璃的透明木料

马里兰大学的研究人员又又又把普通的木头加工成透明材料——材料几乎与玻璃一样透明,但强度更高且绝缘性能更好,是未来非常具有潜力建筑材料。

木材有两种基本成分:纤维素和木质素(将这些纤维粘合在一起以增强强度)。

把纸巾撕成两半,观察撕裂后的边缘,我们就能够看到少量黏着的纤维素。木质素是一种胶状材料,把纤维粘合在一起,有点像玻璃纤维中的塑料树脂。木质素中存在被称为生色团的分子。正是后者使木头呈棕色且不透明。

早期制造透明木材的试验,一般采取去除木质素的思路,但工艺过程需要危险的化学品、高温和大量时间,使产品成本昂贵且过于脆。新工艺则既便宜又简单,完全可以在自家后院完成。

以一米长、一毫米厚的木板作示例,科学家用最常见的油漆刷蘸过氧化氢溶液,刷遍木板。然后把它放置在阳光下或在紫外线灯下约一个小时。过氧化物会漂白掉棕色的发色团,但木质素仍保持原样,因此木材变成白色。

接下来,他们往木材里注入透明的环氧树脂;该环氧树脂专为航海使用而设计。环氧树脂填充进木材中的空隙和孔隙,然后硬化。结果就是白色木板变成透明的木板。

这一过程类似于浸泡过水的白纸——穿过水和纤维的光使白纸变半透明。

环氧树脂比水更好,可以让90%的可见光通过。如此一来,我们就拥有了一块像玻璃的东西,却具有木材的强度和柔韧性。

用透明的木材来做窗户,至少不会像玻璃一样易碎,且更轻,具有更好的隔热性能。最后一点很重要,因为窗户是建筑物中热损失的主要源头。由于不涉及高温,因此制造透明木材的能耗也更低。

在恶劣环境下,透明木材可用作太阳能电池板的覆盖物。也可以制造一整面的透明木材墙壁,就像现在的玻璃墙。

尽管新工艺尚未扩展至工业水平,但研究人员表示,新型建筑材料具有巨大潜力。实际上,从理论上来说,它的应用范围仅仅受限于我们的想象力。

参考
https://www.cbc.ca/radio/quirks/scientists-develop-transparent-wood-that-is-stronger-and-lighter-than-glass-1.5902739

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