物料科学改变建筑潮流

UMD Discovers Transparent Wood

Source: YouTube/ UMD

现代建筑物和屋宇设计讲求美感和时尚,但隔热功能却不容忽视。但基于成本和兴建速度的考虑,使用玻璃或者塑胶制造的窗户,往往令隔热功能下降。


有建筑商使用双层窗户去解决隔热问题,但成本会增加不少。最近有科学家研究出透明的木材,将原有木材改造,令木质变得透明和坚实,取替玻璃和塑胶。

今日镭射全方位张艾利和大家介绍一下,这种新的建材如何发挥更佳的隔热功能,而且更为环保节能。
美国马里兰大学(University of Maryland) 的研究人员,开发了一种的新物料科学技术,就是使用「过氧化氢」来改变木材的化学结构,从而使木材中的发色团,不再吸收光线或令木材上色,因此光线可以穿透木材。经过化学漂染后的「透明木」,并非完全透明得好像玻璃一样清楚看透,但就可以让光线穿过,有点像纸张一样。如果注入树脂,填满木材的空心纤维,则可以进一步减少光线散射,提升透明度,得到类似玻璃的效果。

跟据物理学网(phys.org) 引述,透明木材(Transparent Wood) 将会是房屋建筑商的理想建材之一,因为木材比玻璃还坚固。道理很简单,要是被硬物击中,木材比较玻璃不会容易碎裂。听起来像很科幻亦有点疯狂,但马里兰大学的科学家已经研究了好几年了,已经达到不错的透光效果。然而,大量制造的技术复杂,使透明木材一直无法应用在实际生活当中。
使木材透明化的的方法,主要是利用化学物质去除木质素。但是该过程需要花很长时间,还会产生大量有毒物质,亦会导致木材强度变得脆弱。因此马里兰大学一直在寻求更好的方法,现在研究人员找到了一种无需去除木质素,仍可使木材变得透明。

首先,利用过氧化氢(双氧水)涂在木材表面,然后将木材暴露在紫外线(或是自然阳光也可以)。然后将木材浸泡在乙醇(酒精),以进一步清洁。最后,他们用透明的环氧树脂,为木材上涂层,使木材变得光滑。

结果发现,经如此处理的木材,强度比之前透明木材制造法高50倍!它还可以让90%的光穿透过。研究人员还发现它比玻璃更坚固、更轻,还提供良好的绝缘性。科学家认为,透明木材可以当做良好的建材,包括用于窗户,或者是采光屋顶。

马里兰大学研究人员还指出,从理论上讲,透明木材还能续续在透光度上改良,说不定都可能做为触控显示器的面板。据科学家表示,由于化学品本身成本不高,也无需使用大量能源改变其材质,因此要进行大规模商业化也是可行。加上化学品本身是在木材表面的添加,因此可以加入其他原料改变其效果,成为兼具隔热能力以及有装饰效果的材料。
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