Transparent wood「透明木」面世 隔熱效果更佳 或取代玻璃?

March 12, 2021, 12:00 am

聽起來像是科幻小說,木頭變透明? 是不是有點難以想像?

數百年來,木材一直被人類用來製作傢俱,又或作為燃料。常見的木材皆是實心並呈棕色,從沒有想過木材可以用來製造透光的窗戶。近年美國有科學家成功打造「透明木」,令木材變得透明和堅實,甚至聲稱可取代玻璃,使用時不易粉碎且隔熱效能佳。「透明木」的研究結果已刊載於 Advanced Functional Materials 期刊上。

Could looking through trees be the view to a greener future? Trees replacing the clear pane glass in your windows is not a work of science fiction. It is happening now.

University of Maryland 研究人員發現的新技術,使用「過氧化氫」來改變巴沙木(Balsa Wood)的化學結構,從而令木材中的發色團不再吸收光線或令木材上色,光線因此可以穿透木材。經過化學漂染後的「透明木」並非完全透明得好像玻璃一樣清楚看到景色,但就可以讓光線穿透,像是紙張一樣。如果注入樹脂填充木材的空心纖維,則可以進一步減少散射而提升透明度,得到類似玻璃的效果。


想將木材變得透明,需要把木質素從結構中完全去除,然後用樹脂的材料代替。 (Photo source: Youtube)

結果亦發現,經如此處理的木材,強度是先前透明木材製作法的 50 倍,它還可以讓 90% 的光通過。「透明木」比玻璃更堅固、更輕,還提供良好的絕緣性。研究人員建議,透明木材可以當做良好的建材,包括用於窗戶,或是採光屋頂。

透明木材可以取代玻璃,作為建築物的窗戶物料,皆因生產玻璃帶來的碳排放量每年達 2.5 萬公噸;再者,傳統玻璃窗容易被熱力穿透,導致室內氣溫冬涼夏暖,不得不耗費更多能源於冷暖氣系統,對環境造成損害。

相反,透明木材的隔熱效能比玻璃高 5 倍,加上以生長速度高的巴沙木製成,毋須砍伐森林的百年老樹,是一種比玻璃來得環保的替代物料。此外,透明木材輕巧耐用,一旦受到外來猛烈撞擊,亦只會彎曲變形或者裂開,不會像普通玻璃那樣粉碎。


經過化學漂染的「透明木」並非完全清晰,但可以讓光線穿透木材。(Photo source: Youtube)

由於化學品本身成本不高,也無需使用大量能源改變其材質,因此要進行大規模商業化也是可行;加上化學品本身是在木材表面施加,因此可以加入其他原料改變其效果,成為兼具隔熱能力以及有裝飾效果的材料。


「透明木」作為一種新型建築材料,擁有巨大潛力。(Photo source: U.S. Department of Agriculture)

University of Maryland 研究人員還指出,理論上,透明木材還能繼續在透光度上改良,說不定有朝一日能做成觸控顯示器的面板。

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