美華人科學(xué)家造出透明木頭 填充環(huán)氧樹脂

      全球涂料網(wǎng)訊：

      木漿能造紙，精巧的技藝甚至能讓紙張薄如蟬翼，但是，最近的一項(xiàng)研究找到了直接讓木頭變透明的方法，而且，領(lǐng)導(dǎo)該研究團(tuán)隊(duì)的，是美國(guó)馬里蘭大學(xué)的一名華人科學(xué)家。

　　在5月4日出版的《先進(jìn)材料》期刊上發(fā)表的一篇題為《高各向異性，高透明度木質(zhì)復(fù)合材料(Highly Anisotropic， Highly Transparent Wood Composites)》的論文指出，通過(guò)一系列簡(jiǎn)單的方法就能夠把木頭中的色素分離出來(lái)，經(jīng)過(guò)處理的木板，透光率竟然高達(dá)90%。

　  “我們還在繼續(xù)優(yōu)化透明木頭的制造工藝，離生活應(yīng)該不會(huì)太遠(yuǎn)。現(xiàn)在在想辦法把木頭做大�！痹撗芯繄F(tuán)隊(duì)的帶頭人，來(lái)自美國(guó)馬里蘭大學(xué)能源研究中心的助理教授胡良兵告訴《第一財(cái)經(jīng)日?qǐng)?bào)》記者。

　　右邊是一塊經(jīng)過(guò)透明處理的木頭

　　把木頭變透明總共分幾步

　　這項(xiàng)研究的重要意義在于，處理后變得透明的木材本質(zhì)上仍然是木頭，但是絕緣度和硬度遠(yuǎn)超過(guò)玻璃，相比塑料又更容易降解，還具有一些常用透明材料不具備的獨(dú)特光學(xué)特性。

　　上述論文的核心，介紹了把木頭變成窗玻璃般透明的幾個(gè)步驟。

　　首先，研究人員把一段木頭放進(jìn)處于沸騰狀態(tài)的含有水、氫氧化鈉和其他化學(xué)物質(zhì)的化學(xué)劑中浸泡兩個(gè)小時(shí)，這個(gè)過(guò)程可以將木質(zhì)素從木頭的細(xì)胞壁中溶出。木質(zhì)素是非常復(fù)雜的天然聚合物，在木質(zhì)組織中起抗壓作用，通過(guò)形成交織網(wǎng)來(lái)硬化細(xì)胞壁。

　　而且，木質(zhì)素的另一個(gè)重要的化學(xué)性質(zhì)就是顯色反應(yīng)，通過(guò)內(nèi)含的特殊基團(tuán)使木材產(chǎn)生顏色。換句話說(shuō)，該物質(zhì)一旦脫離木材，木材立刻轉(zhuǎn)而變白。

　　隨后，研究人員把已褪成白色的木材浸入環(huán)氧樹脂中，這個(gè)步驟既強(qiáng)化了木材的硬度，又立刻令木材變得透明。其中的原理跟木材本身的物質(zhì)結(jié)構(gòu)有關(guān)，也與環(huán)氧樹脂的特性有關(guān)。因?yàn)�，即便顏色褪去，木材的�?nèi)部結(jié)構(gòu)仍保持不變，最主要的是，通過(guò)浸泡，木材里用于輸送養(yǎng)分的細(xì)小導(dǎo)管可以把環(huán)氧樹脂充分吸收進(jìn)去，便能使光線從其中通過(guò)，利用環(huán)氧樹脂接近光學(xué)玻璃的折射率造成透明的效果。

　　比起玻璃，這種透明木材在受到一般程度的擠壓時(shí)不會(huì)碎裂。但是，這種新材料離實(shí)際運(yùn)用還有很長(zhǎng)一段路要走。目前，研究人員最多只能處理1厘米厚的小木塊。

　　期待該技術(shù)用于中國(guó)

　　《第一財(cái)經(jīng)日?qǐng)?bào)》記者從材料行業(yè)業(yè)內(nèi)人士處了解到，一個(gè)新材料從研發(fā)初期到最終投入商用，一般要經(jīng)過(guò)可行性調(diào)查、設(shè)計(jì)與研發(fā)、工藝驗(yàn)證、生產(chǎn)驗(yàn)證、產(chǎn)品投放這幾個(gè)階段。而且每個(gè)階段中都會(huì)有技術(shù)評(píng)審，以確認(rèn)技術(shù)路線是否可行。兩個(gè)階段中間還會(huì)有管理評(píng)審，決定是否要返回上一階段或進(jìn)入下一階段，或者直接取消項(xiàng)目。材料研發(fā)要求一次到位，符合所有性能指標(biāo)，一個(gè)環(huán)節(jié)不行，將會(huì)全盤皆輸。

　　胡良兵向《第一財(cái)經(jīng)日?qǐng)?bào)》記者表示，透明木頭這項(xiàng)技術(shù)，“建筑、汽車、日用品都有可能(運(yùn)用)”。

　　此前，胡良兵在接受新華社采訪時(shí)表示：“透明木頭是一種新的材料，集美觀和實(shí)用于一體，因此其應(yīng)用前景比較看好�！倍�且，由于工藝沒(méi)有用到昂貴的試劑和儀器，這項(xiàng)研究的成本并不高，隨著技術(shù)的成熟，未來(lái)還會(huì)進(jìn)一步降低。

　　論文第一作者，來(lái)自中國(guó)南京大學(xué)的訪問(wèn)學(xué)者祝名偉舉例稱，透明木頭可以做桌子和書架等家具，也可以開發(fā)成透光、結(jié)實(shí)又防水的建筑材料，還可以成為藝術(shù)家的創(chuàng)作原料。

　　對(duì)于是否考慮將這項(xiàng)技術(shù)與中國(guó)的科研團(tuán)隊(duì)或者中國(guó)企業(yè)合作研究和開發(fā)，最終在中國(guó)實(shí)踐這項(xiàng)技術(shù)，胡良兵向《第一財(cái)經(jīng)日?qǐng)?bào)》記者表示：“這是肯定的，我們期待和中國(guó)的合作�！�

　　據(jù)《第一財(cái)經(jīng)日?qǐng)?bào)》記者了解，胡良兵教授目前帶領(lǐng)著一個(gè)名為“The Bing”的科研團(tuán)隊(duì)，專注于以納米材料為基礎(chǔ)的能源器件和柔性電子器件的技術(shù)和基礎(chǔ)科學(xué)。目前的項(xiàng)目包括高性能、低成本的可擴(kuò)展能源器件(包括柔性和可穿戴存儲(chǔ)設(shè)備)，納米功能紙等。據(jù)媒體報(bào)道，2011年，胡良兵曾參與透明電池項(xiàng)目，成功開發(fā)出外形如“透明紗窗”的透明鋰離子電池。（更多資訊請(qǐng)登錄：全球涂料網(wǎng) http://m.srglobaltrade.com/）