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透明木材 — 未來建築材料

2016/5/20 — 17:31

椴木透明化後 (Hu et al., 2016)

椴木透明化後 (Hu et al., 2016)

木材是人類最常用物料之一,不同建築、家具、精品等都會用到。如果可以將木材變作透明,相信用處會更多。早前已有科學家成功將木材變作透明,但美國馬里蘭大學化學家胡良兵和研究隊伍希望嘗試挑戰更厚木材,將其變得更為透光。

研究人員先從木材的木質素入手。木質素本身給予木材深色色彩,而其硬度足以承托起整棵植物。為了去除木材深色成份,研究人員首先以氫氧化鈉 (sodium hydroxide) 、亞硫酸鈉 (sodium sulfite) 和純水混合成「去木質素液」,再將椴木放進液體中煲 12 小時。

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圖一:顯微鏡下,木質素清除後的椴木。 (Hu et al., 2016)

圖一:顯微鏡下,木質素清除後的椴木。 (Hu et al., 2016)

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12 小時後,研究人員會以暖水沖洗椴木 3 次,然後再用雙氧水浸著木材。整個過程可將椴木中的木質素完全去除,令木材顏色脫落,但同時也會使椴木硬度減弱。研究人員就再以環氧樹脂液體聚合物處理椴木,令它比起原先堅硬 6 倍。然後再將液體和木材放在 200 Pa 的氣壓下,首先將椴木內的氣體和酒精完全清除,同時讓環氧樹脂滲入木材內,令其可讓光線通過。椴木在經過多重處理後,就由本來啡色的純天然材料,轉化成可令光線通過的透明且更堅硬的材料。

現時胡良兵和研究隊伍最終成功將 1 厘米厚,100 平方厘米大的木材透明化,比起早前的研究又再進一步。不過,現時的實驗只限較小塊的木材,距離將更大塊的木材變作一塊真正的「窗戶」,則還有很遠的距離。

報告:

Zhu, M., Song, J., Li, T., Gong, A., Wang, Y, Dai, J, Hu, L. (2016). Highly Anisotropic, Highly Transparent Wood Composites. Advance Materials, Published Online. DOI: 10.1002/adma.201600427

原文:

Quartz, Scientists have found a way to make wood transparent, 19 May 2016

文/eh

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