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瑞典皇家理工學院 (KTH Royal Institute of Technology) 的研究人員研發(fā)出一種木質(zhì)材料，該材料不僅光學透明，強度甚至超過玻璃，為窗戶、太陽能電池板和節(jié)能建筑開辟了新的可能性。

這項創(chuàng)新源于一種化學去除木質(zhì)素（一種賦予木材棕色并阻擋大部分光線的天然聚合物）的工藝，然后用丙烯酸或環(huán)氧樹脂等透明聚合物取而代之。最終得到的木質(zhì)貼面既能透光，又能保持結構完整性。

在 KTH 最初的實驗中，薄貼面（厚度約 1 毫米）的透明度高達 85%。注入丙烯酸后，這些貼面變得非常白，并且足夠清晰，可以有效地透光。

將透明木材與傳統(tǒng)材料進行比較的測試結果令人矚目。透明木材的抗斷裂性能比有機玻璃等塑料高出約三倍，并且比玻璃堅韌約十倍。去除木質(zhì)素并滲透聚合物后，木材的內(nèi)部纖維結構保持完整，具有非凡的韌性。

除了機械強度之外，這種材料還比玻璃具有隔熱優(yōu)勢。透明木材可以漫射光線，減少眩光，同時提供隔熱效果。一些用聚乙烯醇 (PVA) 等聚合物處理過的木材，其導熱系數(shù)比玻璃低五倍。

較厚的飾面（厚度約為 3.7 毫米）會產(chǎn)生霧氣，雖然會將透明度降低至約 40%，但有助于營造更柔和的環(huán)境照明并提高溫度穩(wěn)定性。

進一步的創(chuàng)新包括集成相變材料，即在木結構內(nèi)部改變狀態(tài)時儲存或釋放熱量的物質(zhì)。這種方法可以實現(xiàn)溫度調(diào)節(jié)：在高溫時吸收熱量，在低溫時釋放熱量。

在其他實驗中，KTH 及其合作者利用透明木材設計了“智能窗戶”的原型。他們將一種電致變色聚合物（一種在通電后會變色的聚合物）夾在透明木材層之間，從而創(chuàng)造出一種在通電后會從透明變?yōu)橛猩ㄉ踔裂蠹t色）的面板。

與石油基材料不同，透明木材源自豐富的可再生資源。木材可生物降解，密度低，與合成材料相比，碳足跡更低。

盡管透明木材前景廣闊，但其應用前景廣闊，目前主要仍處于實驗室或原型階段。要以經(jīng)濟的方式擴大生產(chǎn)規(guī)模，需要制造技術的進步。KTH 團隊正在進一步提高透明度，試驗不同類型的木材，并開發(fā)類似膠合板的復合材料。

目前正在進行的研究重點包括：

光學透明度：減少霧度，尤其是在較厚的面板中。

機械一致性：確保較大面板的強度均勻。

環(huán)保聚合物：尋找生物基或更少依賴石油的滲透材料。

熱電特性：增強隔熱、溫度調(diào)節(jié)和太陽能發(fā)電功能。

透明木材擁有廣泛的潛力

節(jié)能窗戶和外墻，既能照亮室內(nèi)，又能提高隔熱效果。

結構玻璃——承重面板，不會像傳統(tǒng)玻璃那樣破碎。

具有半透明特性的太陽能電池板適合集成到建筑物表面。

智能木質(zhì)表面——通過電或熱調(diào)制來調(diào)節(jié)不透明度、顏色或溫度的面板。

隨著工業(yè)規(guī)模的推進，透明木材可能很快就會從研究實驗室走向主流建筑，重塑建筑物利用光線、管理熱量和利用材料的方式。