透明木材可以取代窗户、太阳能电池板或智能手机屏幕中的玻璃。一种具有非常有趣的特性的材料,其独特的优点是非常耐用。
透明木材的超能力
大自然构造精良,仍然隐藏着等待被揭示的秘密。例如,木材的情况就是由形成中空纤维的纤维素和将这些纤维粘合在一起的木质素组成。木质素含有使木材呈现棕色并阻挡光线透过的分子。纤维素纤维本身会漫射光线,进一步降低木材的透明度。
因此,为了使木材透明,需要去除木质素中含有的分子(发色团)并填充木材中的孔隙。实现这一目标的早期方法包括使用有害化学物质完全去除木材中的木质素,然后用合成树脂代替。但这一过程成本高昂、能源密集,而且会削弱木材的强度。
马里兰大学研究人员领导的一项新研究提供了一种更简单、更环保的解决方案。他们为此使用了一种常见的产品:过氧化氢,用于漂白头发。他们用刷子将其涂在木材上,然后将其暴露在阳光或紫外线灯下。因此,过氧化氢使木材变白,改变发色团的结构,而不去除木质素。然后木头变成白色。
接下来,研究人员用专为海洋用途设计的透明环氧树脂浸渍木材。这种树脂填充了木材中的空间和孔隙,然后硬化。然后白色的木头变得透明,允许90%的可见光透过。
高性能且耐用的材料
透明木材比玻璃有很多优点。它更耐用、更轻、更绝缘。它还可以承受冲击而不破裂,使其更安全、更易于运输。它的重量比玻璃轻四倍,具有更好的隔热和隔音效果,从而减少建筑物的能耗和噪音。
透明木材也比玻璃更耐用、更环保。它是由可再生资源(木材,我看到你在关注)制成的,可以从大气中捕获二氧化碳。它是可回收和可生物降解的,与玻璃不同,玻璃需要改造或消除复杂且污染性的过程。
多样化和创新的应用
透明木材在各个领域都有许多潜在的应用。它可以用来制作窗户、门、墙壁、屋顶或家具,既可以让自然光透过,又可以提供良好的隔热效果。
我们还可以想象太阳能电池板能够捕获太阳的能量,同时比现有的电池板更美观、更耐用。它还可以用于设计屏幕、显示器或光学设备,这将受益于木材的透明度和柔韧性。
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因此,透明木材是一种很有前途的材料,它可以改变建筑、能源和电子领域的许多事物。然而,它仍然需要改进,以减少其使用寿命结束时对环境的影响,增加其大规模生产并探索新的性能。例如,研究人员列举了它在接触电时改变颜色的能力,以及储存和释放热量的能力。
来源 : 可知杂志