當木材變成透明 足以取代玻璃的永續綠建材

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發佈時間: 2021-12-22 09:50

更新時間: 2021-12-22 09:56

美國林產品研究所(Forest Products Laboratory , FPL)研究人員 Junyong Zhu,與來自馬里蘭大學(University of Maryland)、科羅拉多大學(University of Colorado)的同事合作,發展出具開創性的透明木材。

玻璃是建築中最常見的透光建材之一,特別是單層玻璃,除了一般加裝在窗戶的小片玻璃,現今有許多大樓運用玻璃,作為牆面包覆材,打造玻璃幕牆。由於玻璃的導熱性,若非雙層或特殊設計的隔熱玻璃等,一般單層玻璃窗的隔熱效果有限,使室內空間容易隨室外環境產生溫度變化,造成冬天室溫偏低,夏天室溫則偏高。而玻璃的生產過程需要大量礦物質與化學物質,也可能排放大量廢氣,影響空氣品質,產生大量碳足跡。上述種種因素,使玻璃成為經濟與環境上,皆為高耗能的產品與建材。然而,透明木材的出現,成為了最具前瞻性的未來建材之一。

建材;木材;透明木材;建築;永續

特性與優勢
透明木材由巨大、生長快速的輕木(balsa)所製成,由於輕木的密度低、穩定性佳、材質結構均勻、導熱性低且易於加工,是一種相當理想的絕緣建材。透明木材的製作過程在室溫下進行,木材會經過氧化浴(oxidizing bath),使其漂白至幾乎透明。此外會以稱為聚乙烯醇(PVA)的水溶性高分子聚合物,滲透木材,使成品完全轉變為透明無色。原木材結構中的天然纖維素,與透明木材中具能量吸收特性的聚合物填料,兩者結合後,無論是耐用度或輕薄度,都遠遠勝過玻璃。有別於玻璃,透明木材經得起更強的衝擊力,當透明木材遭到撞擊時,會彎曲或龜裂,而非因此粉碎一地。

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運用與展望
除了更強的衝擊力,使用透明木材取代玻璃,還能達到更好的成本效益。比起玻璃,透明木材預計可帶來五倍的熱效率(thermal efficiency),進而減少能源成本。研究人員也表示,透明木材能夠被使用在大規模建築,將來也能被運用於觸控顯示面板,無論是在車內或是嚴峻環境下都能使用。藉由採用永續、可再生的資源,與製作過程中的低碳排放,以及與現存工業設備的兼容性,使透明木材可輕易成為建造業中,相當富有發展性、前瞻性的新興建材,也照亮了建築走向永續的道路。

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了解美國林產品研究室針對透明木材的研究報告

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