透明木材可以取代窗戶、太陽能板或智慧型手機螢幕中的玻璃。一種具有非常有趣的特性的材料,其獨特的優點是非常耐用。
透明木材的超能力
大自然構造精良,仍然隱藏著等待被揭露的秘密。例如,木材的情況就是由形成中空纖維的纖維素和將這些纖維黏合在一起的木質素所組成。木質素含有使木材呈現棕色並阻擋光線穿透的分子。纖維素纖維本身會漫射光線,進一步降低木材的透明度。
因此,為了使木材透明,需要去除木質素中含有的分子(髮色團)並填充木材中的孔隙。實現這一目標的早期方法包括使用有害化學物質完全去除木材中的木質素,然後用合成樹脂取代。但這過程成本高昂、能源密集,而且會削弱木材的強度。
馬裡蘭大學研究人員領導的一項新研究提供了一種更簡單、更環保的解決方案。他們為此使用了一個常見的產品:過氧化氫,用於漂白頭髮。他們用刷子將其塗在木材上,然後將其暴露在陽光或紫外線燈下。因此,過氧化氫使木材變白,改變髮色團的結構,而不去除木質素。然後木頭變成白色。
接下來,研究人員用專為海洋用途設計的透明環氧樹脂浸漬木材。這種樹脂填充了木材中的空間和孔隙,然後硬化。然後白色的木頭變得透明,允許90%的可見光透過。
高性能且耐用的材料
透明木材比玻璃有很多優點。它更耐用、更輕、更絕緣。它還可以承受衝擊而不破裂,使其更安全、更易於運輸。它的重量比玻璃輕四倍,具有更好的隔熱和隔音效果,從而減少建築物的能耗和噪音。
透明木材也比玻璃更耐用、更環保。它是由可再生資源(木材,我看到你在關注)製成的,可以從大氣中捕獲二氧化碳。它是可回收和可生物降解的,與玻璃不同,玻璃需要改造或消除複雜且污染性的過程。
多樣化與創新的應用
透明木材在各個領域都有許多潛在的應用。它可以用來製作窗戶、門、牆壁、屋頂或家具,既可以讓自然光透過,又可以提供良好的隔熱效果。
我們也可以想像太陽能板能夠捕捉太陽的能量,同時比現有的板更美觀、更耐用。它還可以用於設計螢幕、顯示器或光學設備,這將受益於木材的透明度和柔韌性。
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因此,透明木材是一種很有前途的材料,它可以改變建築、能源和電子領域的許多事物。然而,它仍然需要改進,以減少其使用壽命結束時對環境的影響,增加其大規模生產並探索新的性能。例如,研究人員列舉了它在接觸電時改變顏色的能力,以及儲存和釋放熱量的能力。
來源 : 可知雜誌