“透明木材”面世

來自瑞典的研究人員以木材為原材料，開發(fā)出一種新型的透明建筑材料。這種新型材料具有良好的機械性能，在未來可能會給建筑商和家庭提供新的選擇

即便在各種合成材料極大發(fā)展的今天，木材作為一種來自可再生資源的天然材料，仍然有著非常重要的地位，因此研究人員也一直在嘗試改進(jìn)木材的性能。最近，研究人員以木材為原材料，開發(fā)出一種新型的透明建筑材料。

“透明木材”面世

木材之所以不透明，一個原因是其中存在大量的天然高分子化合物——木質(zhì)素，它對可見光有明顯的吸收。因此，來自瑞典的研究人員首先利用化學(xué)方法將木材中的木質(zhì)素分離出去，這使得木材的顏色明顯變淺，但仍然不透明。這是由于木材中存在大量空氣與纖維素的界面，由于二者的折射率存在明顯差別（空氣的折射率約為1，纖維素為1.53左右），光在這些界面上會發(fā)生強烈的散射，因此大部分入射光無法順利穿過木材。為了進(jìn)一步提高木材的透光性能，研究人員將聚甲基丙烯酸甲酯（即俗稱的有機玻璃）這種合成高分子材料的預(yù)聚物滲透進(jìn)木材細(xì)胞的間歇，再加熱使聚合反應(yīng)完全。聚甲基丙烯酸甲酯的折射率約為1.49，它取代空氣后，與纖維素之間折射率的差別大大減小，因此散射明顯被削弱，透射增強，這種方法被稱為折射率匹配。利用這種方法，研究人員成功開發(fā)出 “透明木材” ，嚴(yán)格來說，它是基于木材和聚甲基丙烯酸甲酯的復(fù)合材料。

“透明木材”面世

來自瑞典的研究人員開發(fā)出的基于木材的復(fù)合材料具有良好的透光性能。圖片引自原論文。

實驗表明，這種“透明木材”厚度在2毫米左右時透光率仍然可以達(dá)到60%左右。雖然此前有研究人員曾經(jīng)通過對木材纖維的處理開發(fā)出透明的紙張，但眾所周知，一種材料越厚，對光的吸收就越強，因此提高木材的透光程度顯然更具有挑戰(zhàn)性。測試表明，這種新型材料具有良好的機械性能，在未來可能會給建筑商和家庭提供新的選擇，例如可以用這種材料作為墻體，讓更多的光線透進(jìn)室內(nèi)，減少對照明燈具的依賴。