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當(dāng)提起透明的東西，
您第一感觀會想到什么?
是塑料、鉆石，還是水?
圖源：sohu.com
作為資深的門窗幕墻行業(yè)讀者來說，中國幕墻網(wǎng)ALwindoor.com相信：您一定首先會想到各種地標(biāo)幕墻建筑之上的“玻璃”!
有隨處可見的南玻、信義、耀皮、旗濱;
也有超大、超高的北玻;
還有超白、超透的新福興、金晶;
更有海控特玻、海陽順達(dá)、皓晶帶來的各種深加工之后的中空、夾膠玻璃。
而提起木頭時，您腦海里是不是棕黃色帶紋理結(jié)構(gòu)的樣子?
圖源：攝圖網(wǎng)
如今，有科學(xué)家團(tuán)隊發(fā)明了一種透明木頭，看著與玻璃差不多透明。接下來，看看來自上海科技館的一篇文章，開開眼界吧!
圖片透明木頭
圖源：文獻(xiàn)[2]
木材是地球上最豐富的有機(jī)高分子生物質(zhì)材料，也是制作家具的主要材料之一，木材無韌性高、強(qiáng)度好，還具有美麗天然的花紋。目前家具木材主要是實木和人造板，現(xiàn)在很多學(xué)者和企業(yè)正在研究新型木材，來改善木材的容易干縮濕脹等缺陷，并且具有更加美麗的外觀。
您能想象有一天會出現(xiàn)透明木頭，甚至取代傳統(tǒng)玻璃嗎?透明木材最早是由德國學(xué)者Fink提出的，透明木材是一種輕質(zhì)、美觀、隔熱（詞條“隔熱”由行業(yè)大百科提供）的木質(zhì)復(fù)合材料，集美觀和實用于一體，是一種新穎的家具材料，在家具市場具有非常好的應(yīng)用前景。
那么，透明木頭是怎么制成的呢?我們今天就來一探究竟!
1、木頭里有什么?
首先，我們先了解下木頭的結(jié)構(gòu)。
木材是地球上最豐富的可再生資源之一，主要含有纖維素(40% ~ 50%)、半纖維素(20% ~ 30%)和木質(zhì)素(20% ~30%)。
圖源：文獻(xiàn)[1]
其中纖維素是木材的強(qiáng)度支架，它沿著樹生長的方向高度有序地排列著，而半纖維素和木質(zhì)素作為小分子和粘合劑，通過氫鍵和共價鍵與纖維素交織成了承力網(wǎng)絡(luò)，形成了保護(hù)植物細(xì)胞的天然抗降解屏障。
木質(zhì)素則是一類復(fù)雜的有機(jī)聚合物，在細(xì)胞壁的形成中發(fā)揮重要作用，特別是在木材和樹皮中，它能賦予其剛性并且不容易腐爛。
2、如何將木頭變透明?
事實上，將木材變透明的關(guān)鍵就在于將木質(zhì)素中的發(fā)色基團(tuán)去除，保留其芳香族骨架。透明木材的制備通常要經(jīng)過：脫色和透明化兩大處理步驟。
(1)脫色處理
脫色處理是為了去除木材中吸光物質(zhì)木質(zhì)素，還能增加木材的孔隙率，為后續(xù)樹脂的浸漬提供更多通道。木質(zhì)素在木材細(xì)胞中起到支撐和粘結(jié)的作用，因此在去除木質(zhì)素的同時要避免因木質(zhì)素脫去而使木材分散成纖維，這是透明木材制備的難點之一。
脫色方法主要有氯酸鹽法、亞氯酸鹽法、亞硫酸鹽法、酶處理法。
(2)透明化處理
木材在進(jìn)行脫色處理后會呈現(xiàn)白色，還并沒有透明。脫色之后保存在蒸餾水中，這時木材細(xì)胞壁的主要成分為纖維素和半纖維素，這些物質(zhì)和木材間隙中的蒸餾水折射率相差較大，透明化處理主要是調(diào)整其折射率。首先對木材進(jìn)行脫水，再向木材中的孔道內(nèi)填充與纖維素折射率相近的樹脂，浸漬、固化。
具體的操作流程簡單來說就是：給木頭刷雙氧水，再曬個太陽，然后泡在酒精里，最后將一種透明材料環(huán)氧樹脂填充進(jìn)去，待其固化后就完成了。
透明木頭制作流程圖
圖源：文獻(xiàn)[2]
這樣，我們就能擁有一塊透明的木頭啦!
圖源：文獻(xiàn)[2]
這個方法的發(fā)明者是來自馬里蘭大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院胡良兵教授團(tuán)隊的夏芹芹和陳朝吉，在把一塊1m長、1mm厚的巴沙木板做成透明木板的具體操作中，他們先在木板表面刷一遍雙氧水，然后將其暴露在紫外線燈光(或陽光)下一小時，這時雙氧水會漂白掉木質(zhì)素的發(fā)色基團(tuán)，只保留木質(zhì)素的芳香族骨架。
刷雙氧水漂白
圖源：文獻(xiàn)[2]
接著將木材浸入乙醇中，以除凈木質(zhì)素等殘留物。
最后，在木材孔隙中填充和木材細(xì)胞壁的折射率相匹配的透明環(huán)氧樹脂，待木板被填充并固化后，一塊擁有90%透明度的木板就誕生了，遠(yuǎn)高于天然木材6%~36%的透明度。
制備剖面示意圖
圖源：文獻(xiàn)[2]
這種透明木頭的制備方法，具有更高的生產(chǎn)效率，更低的成本，并且更具可持續(xù)性和可控性，是一種經(jīng)濟(jì)高效的制造工藝。
看完上面的內(nèi)容后，透明木頭的制備操作是不是很簡單?有條件的可以自己在家DIY!
但雙氧水是強(qiáng)氧化劑，濺到皮膚上會很疼，在科學(xué)探索的過程中，一定要注意防護(hù)，安全第一。
不同圖案的DIY透明木頭
圖源：文獻(xiàn)[2]
3、透明木材有什么用?
透明木材具有重量輕、透光率高、一定霧度、導(dǎo)熱系數(shù)低以及機(jī)械強(qiáng)度高等優(yōu)點。與玻璃、塑料等其它透明材料的高能耗、高污染的工業(yè)化生產(chǎn)模式相比，透明木材的制備更綠色環(huán)保，而且它的原材料選擇范圍也比較廣泛。
與作為建筑材料的玻璃相比，透明木材更輕且更堅固，隔熱性也更強(qiáng)，可用于有承重功能的窗戶和屋頂(這時：玻璃表示不服氣，我們不只是原片、浮法，我們早就已經(jīng)升級到中空、夾膠、鍍膜、甚至4SG……)，適用于有建筑美學(xué)需求的場所，例如用于機(jī)場、圖書館、博物館等公共場所的墻體材料。
圖源：靈感邦
除此之外，由于透明木頭獨特的層次結(jié)構(gòu)、高電阻率和良好的光管理特性，它有可能被廣泛應(yīng)用于光電器件、節(jié)能建筑（詞條“節(jié)能建筑”由行業(yè)大百科提供）以及太陽能電池和觸摸面板等。
在沙塵惡劣環(huán)境下，還可作為太陽能電池板的覆蓋物，使其在有陽光的沙塵天氣下也能繼續(xù)發(fā)電。
圖源：昵圖網(wǎng)
相信憑借這些綜合優(yōu)勢，透明木質(zhì)復(fù)合材料在未來會更有廣闊的應(yīng)用場景!
透明木材的優(yōu)勢匯總：
(1)強(qiáng)度高。透明木材的強(qiáng)度比未處理的原木要高4至6倍，相比玻璃的強(qiáng)度更好。
(2)透光率高。透光率越高，物體越透明。研究表明，透明木材甚至比玻璃還能透過更多光線。影響透明木材透光率的因素主要是樹脂與木質(zhì)纖維素折射率沒有完全匹配。
(3)易降解。木材本身就是生物質(zhì)材料，具有可降解性，這使得透明木材的使用更加具有綠色環(huán)保特性。
(4)熱導(dǎo)率低。透明木材能夠吸收、儲存和釋放熱量，不但能制作家具，還是很有潛力的新型低能耗建筑材料。
(5)朦朧感。透明木材的透明度可以通過添加聚乙二醇、丙烯酸等聚合物來調(diào)節(jié)來達(dá)到不同的朦朧感，且透明木材在釋放熱量后會變得有一些朦朧。
總之，新穎的透明木材會為家居行業(yè)、建筑產(chǎn)業(yè)注入新的血液，門窗幕墻行業(yè)對于功能性材料的需求也與日俱增，透明木材不但美觀且具有良好的透光性和較低的熱導(dǎo)率，在內(nèi)裝、外裝的墻板上都能夠應(yīng)用，必將會為我們帶來全新的生活體驗。
