物料科學改變建築潮流

UMD Discovers Transparent Wood

Source: YouTube/ UMD

現代建築物和屋宇設計講求美感和時尚,但隔熱功能卻不容忽視。但基於成本和興建速度的考慮,使用玻璃或者塑膠製造的窗戶,往往令隔熱功能下降。


有建築商使用雙層窗戶去解決隔熱問題,但成本會增加不少。最近有科學家研究出透明的木材,將原有木材改造,令木質變得透明和堅實,取替玻璃和塑膠。

今日鐳射全方位張艾利和大家介紹一下,這種新的建材如何發揮更佳的隔熱功能,而且更為環保節能。
美國馬里蘭大學(University of Maryland) 的研究人員,開發了一種的新物料科學技術,就是使用「過氧化氫」來改變木材的化學結構,從而使木材中的發色團,不再吸收光線或令木材上色,因此光線可以穿透木材。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透,但就可以讓光線穿過,有點像紙張一樣。如果注入樹脂,填滿木材的空心纖維,則可以進一步減少光線散射,提升透明度,得到類似玻璃的效果。

跟據物理學網(phys.org) 引述,透明木材(Transparent Wood) 將會是房屋建築商的理想建材之一,因為木材比玻璃還堅固。道理很簡單,要是被硬物擊中,木材比較玻璃不會容易碎裂。聽起來像很科幻亦有點瘋狂,但馬里蘭大學的科學家已經研究了好幾年了,已經達到不錯的透光效果。然而,大量製造的技術複雜,使透明木材一直無法應用在實際生活當中。
使木材透明化的的方法,主要是利用化學物質去除木質素。但是該過程需要花很長時間,還會產生大量有毒物質,亦會導致木材強度變得脆弱。因此馬里蘭大學一直在尋求更好的方法,現在研究人員找到了一種無需去除木質素,仍可使木材變得透明。

首先,利用過氧化氫(雙氧水)塗在木材表面,然後將木材暴露在紫外線(或是自然陽光也可以)。然後將木材浸泡在乙醇(酒精),以進一步清潔。最後,他們用透明的環氧樹脂,為木材上塗層,使木材變得光滑。

結果發現,經如此處理的木材,強度比之前透明木材製造法高50倍!它還可以讓90%的光穿透過。研究人員還發現它比玻璃更堅固、更輕,還提供良好的絕緣性。科學家認為,透明木材可以當做良好的建材,包括用於窗戶,或者是採光屋頂。

馬里蘭大學研究人員還指出,從理論上講,透明木材還能續續在透光度上改良,說不定都可能做為觸控顯示器的面板。據科學家表示,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的添加,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。
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