堅韌度比木材強 15 倍!霧面透光、抗紫外線還能隔熱的「類玻璃」登上《自然通訊》期刊

想拉開房間窗簾享受陽光,但卻可能被鄰居看光光你在做什麼?都市叢林中大樓林立,租屋處對外窗難免正對著隔壁棟住戶;為了解決民眾隱私、採光魚與熊掌不可兼得的難題,美國馬里蘭大學的材料工程師們靠「一顆木頭」找到了答案,其發現更刊登在《Nature Communications》上。

能隔熱、抗 UV 的透光木材出現!

馬里蘭大學的研究團隊成功將常見的木頭轉換成一種可透光的霧面木材。且研究 指出 ,此透光木材擁有比玻璃大 2.5 倍的隔熱效果、比普通木頭強 3.5 倍的堅韌性。除此之外,透光木材,抑或是團隊命名的「Aesthetic Transparent wood」(暫譯美感透光木材)的透光率比例高達 80%,不僅能阻絕陽光中的紫外線,且具備霧面效果,能有效阻絕 93% 的視覺效果,解決過往玻璃常出現的隱私問題。

若切割木頭時逆著木紋砍,再執行材質轉換,透光木材的強硬度甚至可超越一般木頭的 15 倍。無論從哪個角度來看,透光木材都比現下常見的玻璃來的有效且功能性高。

怎麼讓木頭透光?關鍵在一步驟

在樹木的細胞壁中有一種叫做木質素(lignin)的複合聚合物,木質素能讓木頭變棕色且堅韌。研究團隊在製造透光木材的過程中,會採用化學手法仔細去除細胞壁中的木質素,但保留木材其他的細胞架構與組成。

如此一來,木頭將仍具備傳遞光子的功能,也因木頭的細胞特性,這種「類玻璃」能無論光線從何照射進來,都會垂直進入木頭,並且以散射的方式進入房間。更有趣的是,由於木頭逆著木紋砍劈,使得樹木中傳遞水與養分的管道變小,缺乏木質素的細胞結構使得光線稍微四處移動,進而引發視覺障礙,也就是霧面的效果。

「研究中我們首次展示,透光木材根據不同木紋密度會產生的效果。更證明透光木材能夠抗 UV、抗熱,並且於結構上的強韌。」馬里蘭大學材料創新中心的主任 Liangbing Hu 強調,這種材料創新「就代表著時下建築高度追求的能源有效性與永續性」。

目前研究團隊測試過不同樹木種類。他們發現顏色淺棕色、正在茁壯的木頭的光照圖案最好看,原因在於成長中的木頭擁有較少的木質素,且細胞壁只有一般木頭的四分之一厚。

參考資料

Phy.org

(本文提供合作夥伴轉載,圖片截自 《自然通訊》期刊 。)

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