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「透明的木材」?環保且可取代玻璃、提升建築隔熱效果

  • 更新2021/02/17 14:27
  • 發布2021/02/16 17:20
  • 作者/ 黃瑞珍

「木材」被大量使用在日常生活中,包括家具、建築、紙張等等,透過科學家的研究,木頭居然也能變成透明的,甚至運用在更多意想不到的地方。

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木材製品在生活中隨處可見。(圖片來源/UNSPALSH)

儘管在人類的生活中隨處可見,卻未曾有人將木材用來製作窗戶。畢竟對窗戶的使用需求來說,透明度與結構支撐度都很重要,因此,玻璃或塑膠還是它目前主要材料。

不過現代建築講求隔熱效率,使用玻璃及塑膠製成的窗戶隔熱效果不佳,即便可使用雙層窗戶來解決問題,成本同時也增加了不少。

於是近年來,材料科學家不斷尋找方法,試圖讓具有較高絕緣性的木材變得透明,若能讓它變得透明且維持機能性,將能取代玻璃,成為可持續及可再生能源的一大方案。

首次嘗試讓木材變透明的方法

木材之所以缺乏透明度,是因為纖維素木質素兩大成份:木質素吸收光使木材呈現褐色,纖維素的空心管狀結構中的空氣則散射光,降低透明度。

2018年時,就有研究人員透過完全去除木質素、並以樹脂取而代之,來使木材變得透明。

不過這樣的做法不僅會使用到大量對環境有害的化學物質,還會使木材變得脆弱,大幅降低功能性。

成本相較低且環境友善的新方法

近日,美國馬里蘭大學的研究人員發現了一項新技術,將「過氧化氫」刷塗於木材之上,來改變它的化學結構,使得木材中的發色團不再吸收光線或是使木材上色,讓光線可以直接穿透。

事實上,「透明木材」並不是像玻璃一樣能夠完全透明、讓人清楚看見景象,而是如同紙張一樣,可以讓光線穿透

如果注入樹肢填充木材的空心纖維,則可以進一步減少散射,提升透明度,得到類似玻璃的效果。

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A為示意圖,B為將木材變為透明的實驗過程,C、D、E、F為不同圖樣的透明木材效果。(圖片來源/Qinqin Xia, University of Maryland, College Park)

研究人員表示,因為成本不高,過程也沒有使用大量能源、沒有汙染環境的疑慮,所以未來有機會進行大規模的商業化運用,抑或是加入其他原料改變效果,讓它不僅具有裝飾效果,還有隔熱能力,大幅提升木材的使用範圍。

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