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当提起透明的东西，
您第一感观会想到什么?
是塑料、钻石，还是水?
图源：sohu.com
作为资深的门窗幕墙行业读者来说，中国幕墙网ALwindoor.com相信：您一定首先会想到各种地标幕墙建筑之上的“玻璃”!
有随处可见的南玻、信义、耀皮、旗滨;
也有超大、超高的北玻;
还有超白、超透的新福兴、金晶;
更有海控特玻、海阳顺达、皓晶带来的各种深加工之后的中空、夹胶玻璃。
而提起木头时，您脑海里是不是棕黄色带纹理结构的样子?
图源：摄图网
如今，有科学家团队发明了一种透明木头，看着与玻璃差不多透明。接下来，看看来自上海科技馆的一篇文章，开开眼界吧!
图片透明木头
图源：文献[2]
木材是地球上最丰富的有机高分子生物质材料，也是制作家具的主要材料之一，木材无韧性高、强度好，还具有美丽天然的花纹。目前家具木材主要是实木和人造板，现在很多学者和企业正在研究新型木材，来改善木材的容易干缩湿胀等缺陷，并且具有更加美丽的外观。
您能想象有一天会出现透明木头，甚至取代传统玻璃吗?透明木材最早是由德国学者Fink提出的，透明木材是一种轻质、美观、隔热（词条“隔热”由行业大百科提供）的木质复合材料，集美观和实用于一体，是一种新颖的家具材料，在家具市场具有非常好的应用前景。
那么，透明木头是怎么制成的呢?我们今天就来一探究竟!
1、木头里有什么?
首先，我们先了解下木头的结构。
木材是地球上最丰富的可再生资源之一，主要含有纤维素(40% ~ 50%)、半纤维素(20% ~ 30%)和木质素(20% ~30%)。
图源：文献[1]
其中纤维素是木材的强度支架，它沿着树生长的方向高度有序地排列着，而半纤维素和木质素作为小分子和粘合剂，通过氢键和共价键与纤维素交织成了承力网络，形成了保护植物细胞的天然抗降解屏障。
木质素则是一类复杂的有机聚合物，在细胞壁的形成中发挥重要作用，特别是在木材和树皮中，它能赋予其刚性并且不容易腐烂。
2、如何将木头变透明?
事实上，将木材变透明的关键就在于将木质素中的发色基团去除，保留其芳香族骨架。透明木材的制备通常要经过：脱色和透明化两大处理步骤。
(1)脱色处理
脱色处理是为了去除木材中吸光物质木质素，还能增加木材的孔隙率，为后续树脂的浸渍提供更多通道。木质素在木材细胞中起到支撑和粘结的作用，因此在去除木质素的同时要避免因木质素脱去而使木材分散成纤维，这是透明木材制备的难点之一。
脱色方法主要有氯酸盐法、亚氯酸盐法、亚硫酸盐法、酶处理法。
(2)透明化处理
木材在进行脱色处理后会呈现白色，还并没有透明。脱色之后保存在蒸馏水中，这时木材细胞壁的主要成分为纤维素和半纤维素，这些物质和木材间隙中的蒸馏水折射率相差较大，透明化处理主要是调整其折射率。首先对木材进行脱水，再向木材中的孔道内填充与纤维素折射率相近的树脂，浸渍、固化。
具体的操作流程简单来说就是：给木头刷双氧水，再晒个太阳，然后泡在酒精里，最后将一种透明材料环氧树脂填充进去，待其固化后就完成了。
透明木头制作流程图
图源：文献[2]
这样，我们就能拥有一块透明的木头啦!
图源：文献[2]
这个方法的发明者是来自马里兰大学材料科学与工程学院胡良兵教授团队的夏芹芹和陈朝吉，在把一块1m长、1mm厚的巴沙木板做成透明木板的具体操作中，他们先在木板表面刷一遍双氧水，然后将其暴露在紫外线灯光(或阳光)下一小时，这时双氧水会漂白掉木质素的发色基团，只保留木质素的芳香族骨架。
刷双氧水漂白
图源：文献[2]
接着将木材浸入乙醇中，以除净木质素等残留物。
最后，在木材孔隙中填充和木材细胞壁的折射率相匹配的透明环氧树脂，待木板被填充并固化后，一块拥有90%透明度的木板就诞生了，远高于天然木材6%~36%的透明度。
制备剖面示意图
图源：文献[2]
这种透明木头的制备方法，具有更高的生产效率，更低的成本，并且更具可持续性和可控性，是一种经济高效的制造工艺。
看完上面的内容后，透明木头的制备操作是不是很简单?有条件的可以自己在家DIY!
但双氧水是强氧化剂，溅到皮肤上会很疼，在科学探索的过程中，一定要注意防护，安全第一。
不同图案的DIY透明木头
图源：文献[2]
3、透明木材有什么用?
透明木材具有重量轻、透光率高、一定雾度、导热系数低以及机械强度高等优点。与玻璃、塑料等其它透明材料的高能耗、高污染的工业化生产模式相比，透明木材的制备更绿色环保，而且它的原材料选择范围也比较广泛。
与作为建筑材料的玻璃相比，透明木材更轻且更坚固，隔热性也更强，可用于有承重功能的窗户和屋顶(这时：玻璃表示不服气，我们不只是原片、浮法，我们早就已经升级到中空、夹胶、镀膜、甚至4SG……)，适用于有建筑美学需求的场所，例如用于机场、图书馆、博物馆等公共场所的墙体材料。
图源：灵感邦
除此之外，由于透明木头独特的层次结构、高电阻率和良好的光管理特性，它有可能被广泛应用于光电器件、节能建筑（词条“节能建筑”由行业大百科提供）以及太阳能电池和触摸面板等。
在沙尘恶劣环境下，还可作为太阳能电池板的覆盖物，使其在有阳光的沙尘天气下也能继续发电。
图源：昵图网
相信凭借这些综合优势，透明木质复合材料在未来会更有广阔的应用场景!
透明木材的优势汇总：
(1)强度高。透明木材的强度比未处理的原木要高4至6倍，相比玻璃的强度更好。
(2)透光率高。透光率越高，物体越透明。研究表明，透明木材甚至比玻璃还能透过更多光线。影响透明木材透光率的因素主要是树脂与木质纤维素折射率没有完全匹配。
(3)易降解。木材本身就是生物质材料，具有可降解性，这使得透明木材的使用更加具有绿色环保特性。
(4)热导率低。透明木材能够吸收、储存和释放热量，不但能制作家具，还是很有潜力的新型低能耗建筑材料。
(5)朦胧感。透明木材的透明度可以通过添加聚乙二醇、丙烯酸等聚合物来调节来达到不同的朦胧感，且透明木材在释放热量后会变得有一些朦胧。
总之，新颖的透明木材会为家居行业、建筑产业注入新的血液，门窗幕墙行业对于功能性材料的需求也与日俱增，透明木材不但美观且具有良好的透光性和较低的热导率，在内装、外装的墙板上都能够应用，必将会为我们带来全新的生活体验。
