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當提起透明的東西，
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讀者來說，中國幕墻網www.gdjiasi.com相信：您一定首先會想到各種地標幕墻建筑之上的“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、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構的樣子?
圖源：攝圖網
如今，有科學家團隊發明了一種透明木頭，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[2]
木材是地球上最豐富的有機高分子生物質材料，也是制作家具的主要材料之一，木材無韌性高、強度好，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，現在很多學者和企業正在研究新型木材，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透明木頭，甚至取代傳統玻璃嗎?透明木材最早是由德國學者Fink提出的，透明木材是一種輕質、美觀、隔熱（詞條“隔熱”由行業大百科提供）的木質復合材料，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構。
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%)和木質素(20% ~30%)。
圖源：文獻[1]
其中纖維素是木材的強度支架，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絡，形成了保護植物細胞的天然抗降解屏障。
木質素則是一類復雜的有機聚合物，在細胞壁的形成中發揮重要作用，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，將木材變透明的關鍵就在于將木質素中的發色基團去除，保留其芳香族骨架。透明木材的制備通常要經過：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木質素，還能增加木材的孔隙率，為后續樹脂的浸漬提供更多通道。木質素在木材細胞中起到支撐和粘結的作用，因此在去除木質素的同時要避免因木質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
木材在進行脫色處理后會呈現白色，還并沒有透明。脫色之后保存在蒸餾水中，這時木材細胞壁的主要成分為纖維素和半纖維素，這些物質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整其折射率。首先對木材進行脫水，再向木材中的孔道內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氧樹脂填充進去，待其固化后就完成了。
透明木頭制作流程圖
圖源：文獻[2]
這樣，我們就能擁有一塊透明的木頭啦!
圖源：文獻[2]
這個方法的發明者是來自馬里蘭大學材料科學與工程學院胡良兵教授團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素的發色基團，只保留木質素的芳香族骨架。
刷雙氧水漂白
圖源：文獻[2]
接著將木材浸入乙醇中，以除凈木質素等殘留物。
最后，在木材孔隙中填充和木材細胞壁的折射率相匹配的透明環氧樹脂，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，遠高于天然木材6%~36%的透明度。
制備剖面示意圖
圖源：文獻[2]
這種透明木頭的制備方法，具有更高的生產效率，更低的成本，并且更具可持續性和可控性，是一種經濟高效的制造工藝。
看完上面的內容后，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!
但雙氧水是強氧化劑，濺到皮膚上會很疼，在科學探索的過程中，一定要注意防護，安全第一。
不同圖案的DIY透明木頭
圖源：文獻[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、導熱系數低以及機械強度高等優點。與玻璃、塑料等其它透明材料的高能耗、高污染的工業化生產模式相比，透明木材的制備更綠色環保，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，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，我們早就已經升級到中空、夾膠、鍍膜、甚至4SG……)，適用于有建筑美學需求的場所，例如用于機場、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構、高電阻率和良好的光管理特性，它有可能被廣泛應用于光電器件、節能建筑（詞條“節能建筑”由行業大百科提供）以及太陽能電池和觸摸面板等。
在沙塵惡劣環境下，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發電。
圖源：昵圖網
相信憑借這些綜合優勢，透明木質復合材料在未來會更有廣闊的應用場景!
透明木材的優勢匯總：
(1)強度高。透明木材的強度比未處理的原木要高4至6倍，相比玻璃的強度更好。
(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保特性。
(4)熱導率低。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節來達到不同的朦朧感，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、建筑產業注入新的血液，門窗幕墻行業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率，在內裝、外裝的墻板上都能夠應用，必將會為我們帶來全新的生活體驗。
