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好“玻璃”,木头造!
发布时间:2019-10-09 08:51:37    信息来源:  点击:190次
当前,能源紧缺问题日益严重,据统计建筑能耗占社会总能耗的40%左右,因此,建筑节能是缓解能源短缺,促进经济可持续发展的一项重要工作。用于门窗的玻璃是继水
泥和钢材之后的第三大建筑材料,对建筑节能减排至关重要。除此之外,玻璃在汽车、日用品等社会生活诸多方面应用广泛。
可是,玻璃和建筑能耗之间有什么关系呢?譬如夏天你打开空调,冬天打开暖气,由于玻璃热导率较高,隔热性较差,很大一部分冷气或者暖气就会通过窗玻璃耗散。除此之外,玻璃还具有易碎,不易加工等特点。开发一种同时具有高透光率和优异隔热性能的新型材料来替代玻璃,对于节能减排具有重要意义。
那么,能不能有什么东西能够取代玻璃呢?

透明木材
木材具有廉价易得的优势,也是古代建筑材料的选择,取代玻璃是个不错的方向。但是,玻璃的优势在于透明,木材是不透明的,怎么能取代玻璃呢?1992年,德国科学家Siegfried Fink就提出并实现了“透明木材”的想法,一直到2016年,以瑞典皇家理工学院教授Lars Berglund、美国马里兰大学胡良兵教授等人为代表的多个团队重新开启并引领“透明木材”的研究,一时引起广泛关注。
木材之不透光,主要在于两点:1)木质素会吸收光;2)木材中大量微孔导致折射率比空气偏高。因此,常用的策略就是:1)提取木质素;2)填充折射率相匹配的聚合物。
透明木材
木材具有廉价易得的优势,也是古代建筑材料的选择,取代玻璃是个不错的方向。但是,玻璃的优势在于透明,木材是不透明的,怎么能取代玻璃呢?1992年,德国科学家Siegfried Fink就提出并实现了“透明木材”的想法,一直到2016年,以瑞典皇家理工学院教授Lars Berglund、美国马里兰大学胡良兵教授等人为代表的多个团队重新开启并引领“透明木材”的研究,一时引起广泛关注。
木材之不透光,主要在于两点:1)木质素会吸收光;2)木材中大量微孔导致折射率比空气偏高。因此,常用的策略就是:1)提取木质素;2)填充折射率相匹配的聚合物。
这项技术主要依托成熟的工艺完成,成本完全可控。虽然如此,要想实现实际应用,还存在很多问题需要解决。譬如,如何进一步提高透光率,如何制造更大尺寸的材料,如何稳定地实现透光度、隔热性、力学性能等多项指标的同时达标等等。
近日,胡良兵团队在降低透明木材的雾度方面又取得新进展。雾度是衡量透明材料的一个重要指标,雾度越大,材料对光的散射能力越强,人眼就越看不清。之前的研究中,透明木材的雾度一般都超过40%。这次,胡良兵研究团队在90%的高透光性前提下实现了10%的雾度,达到了透明木材雾度新纪录。
这项技术主要依托成熟的工艺完成,成本完全可控。虽然如此,要想实现实际应用,还存在很多问题需要解决。譬如,如何进一步提高透光率,如何制造更大尺寸的材料,如何稳定地实现透光度、隔热性、力学性能等多项指标的同时达标等等。
近日,胡良兵团队在降低透明木材的雾度方面又取得新进展。雾度是衡量透明材料的一个重要指标,雾度越大,材料对光的散射能力越强,人眼就越看不清。之前的研究中,透明木材的雾度一般都超过40%。这次,胡良兵研究团队在90%的高透光性前提下实现了10%的雾度,达到了透明木材雾度新纪录。
 
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