★  用特殊的环氧树脂混合物代替有机聚合物木质素的简单过程消除了木材的着色并提高了强度。

       ★  尽管许多人可能将透明木材视为一种新颖的材料，但实际的好处却是巨大的。

       ★  实际用途包括更换窗户，高端运动器材以及集成到太阳能电池板和太阳能电池中。
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透明木材是一种复合材料，有可能彻底改变建筑和制造各种产品的领域。它结合了木材作为材料的优点和使其变得不透明的成就。目前，透明木材仍在开发中，但是材料科学的进步表明它将很快被广泛使用。

透明木的故事

透明木材创建于1992年，当时德国研究人员齐格弗里德·芬克（Siegfried Fink）试图揭示木材中的特定空腔，目的是写一本有关木材结构功能研究的书。这项工作启发了瑞典皇家技术学院的工程师，他们与马里兰大学的一个研究小组合作，开始探索为更广泛的用途制造透明木材的可能性。最初结果的发布以及去年的透明木块样本引起了全球许多建筑师和工程师的兴趣。这种新颖材料的最终开发之路即将终结。

如何制作透明木

关键概念是从木材中去除称为“木质素”的有机聚合物，木质素是导致木材呈褐色的物质。为了实现这种有针对性的化学去除，同时保持其余材料的完整性，科学家遵循与化学制浆相似的程序。这涉及将木片浸入水，氢氧化钠和亚硫酸钠的溶液中，并将其煮沸约两个小时。

去除所有木质素后，木材也变得透明，尽管它也非常脆弱。这是因为木质素使木材具有刚性，因为这种聚合物是细胞壁的主要成分。为了弥补这种损失，科学家将木块重新浸入一种新的解决方案中，该解决方案由特殊的环氧树脂混合物组成，这些环氧树脂填充了木材中空出的微观通道。这些可以增强木材的强度，同时保持其透明度和可生物降解性。此过程持续约一个小时，浴中的压力从正向变为负，以确保所有木材通道都完全充满环氧树脂。

优势和可能的应用

所得的木材复合材料比天然木材坚固得多，并允许高达90％的光通过。该材料具有实际应用潜力，可以在许多可能的应用中替代玻璃和塑料材料。一些最著名的首次应用示例包括：

• 替换建筑物上的玻璃窗–减少了框架元素的使用，因为复合木料比玻璃更好地承受负荷。除此之外，与玻璃相比，复合木材在隔热方面要好得多，因此将来可能对建筑物的能源效率产生巨大的积极影响。

• 太阳能电池板和太阳能电池可以配备透光率高，抗冰雹等环境破坏的耐久性更高的复合木材，并具有实现将光反射回电池的“光捕获”特性的能力。这将减少逃逸射线的速率并提高面板的能源效率。

• 由于木材与钢材相比非常轻，而且在添加环氧树脂和聚合物后也非常坚固，因此透明木材本身也可以用作关键的结构元素。我们已经看到了样板房的实现，其顶棚和屋顶由透明木材制成。这结合了前所未有的隔热和结构完整性。

• 高端运动器材，如弓箭，各种棍棒和球杆，网球拍等，都可以从透明木材的附加强度中受益，而无需增加重量。

• 木材已经成为小型飞机机身和机翼材料的流行选择。由于透明木材非常坚固，我们可能会看到该领域的许多重大发展。

透明木的发展

现在，透明木材正在成为未来最有前途的材料之一。

快速生长的低密度轻木的木材经过室温处理后，会氧化成几乎能见度的氧化浴，从而形成透明木材。然后，木材被称为聚乙烯醇（PVA）的合成聚合物渗透，从而形成一种几乎透明的产品。

木结构中的天然纤维素和透明木中的吸能聚合物填料意味着它比玻璃耐用得多，并且重量更轻。它可以比玻璃承受更大的冲击，并且与玻璃不同，它可以弯曲或断裂而不是破碎。可以减少很多因剥离碎裂而导致的危险。

改用透明木材也可以证明是具有成本效益的。它的热效率约为玻璃的五倍，从而降低了能源成本。它由低碳排放的可持续，可再生资源制成。它也与现有的工业加工设备兼容，从而使向制造的过渡变得容易。

目前的弊端

目前的主要问题是透明木材的开发资金不足。结果，研究团队被迫花时间说服潜在的投资者该材料的可用性潜力。目前还不清楚如何以成本有效的方式最好地实现批量生产目前还无济于事。但是，当在透明木材的利益与未来的生产成本之间取得平衡时，对未来仍然寄予厚望。