通过分光测色仪分析实现家庭和建筑透明木材的

2018-01-02 Helena K. 399

通过分光测色仪分析实现家庭和建筑透明木材的潜力


 
透明的木材
分光测色仪分析可以帮助研究人员优化透明木材的性能。
图片来源:Unsplash用户Sebastian Engler

几千年来,木材一直被视为建筑材料。强大,柔韧和经济的木材已经成为从极温和的家庭到有史以来极令人印象深刻的建筑才华的例子中不可或缺的一部分。但木材有几个缺点:它腐烂,阻挡光线,它为许多小动物提供了美味的食物。但是现在,科学家们正在通过制造透明木材来弥补许多缺点,从而开辟了新的建筑可能性。分光测色仪分析将在充分利用这一革命性新材料方面发挥不可或缺的作用,帮助我们实现家庭和建筑物透明木材的潜力。

 

木质素天然赋予木材独特的黄色。通过化学去除木质素,研究人员能够创造一个白色的基地填充透明环氧树脂。
图片来源:Unsplash用户Andrew Collins

透明木材是如何制造的

透明木材是通过首先去除木质素(木材的微黄颜色的材料),通过类似于造纸中使用的化学过程来制造的。“当木质素被去除时,木材变得美丽的白色。但是,由于木材不是天然透明的,所以我们通过一些纳米级的剪裁来达到这种效果,“斯德哥尔摩KTH皇家理工学院瓦伦堡木材科学中心的Lars Berglund说。1这种剪裁采用环氧树脂注入木材的通道或静脉的形式。马里兰大学研究员胡良兵博士说:“形成通道壁的细小纤维使得木材变得如此强壮。“我们不会干扰这些渠道,所以我们可以第一次保持木材的骨干结构,使其透明,同时使其变得更加坚固。” 2结果是,这种产品不仅透明,但比传统木材更有弹性,而且使用正确的工程,可能比钢材更强。

为什么透明木材很重要

透明木材不只是一个新奇的项目。事实上,它可以通过创建更多的节能建筑来革新建筑业。由于木材比玻璃具有更好的隔热性能,因此透明木材可以在夏季保持房屋凉爽,在冬季更加温暖,同时仍然允许光线流入,从而减少对人造光,加热和冷却的需求。同时,由于其新的光学和结构质量,该材料可以取代较少的环保选项。Berglund说:“木材是迄今为止建筑中使用极多的生物基材料。“这种材料来自可再生能源是有吸引力的。它还具有优异的机械性能,包括强度,韧性,低密度和低导热性。“

然而,新木材的极重要的特征也许是其在太阳能电池中的潜在用途,这是由于新木材是透明的而不是清晰的。其环氧树脂填充材料具有优异的透光率和光学雾度,可以提高太阳能电池的性能,增加能源产量,减少对稀有天然资源的依赖。“如果将透明木材放在太阳能电池的前面,那么吸收的光量就会更高,效率可以提高30%。

在住宅占全球能源消耗的27%和二氧化碳排放量的17%的时代,透明木材可以让房主采取重大而有意义的举措来缩小对环境的负面影响。3

通过分光光度分析实现家庭和建筑透明木材的潜力
透明木材的透光率和雾度可以用来增加太阳能电池的可用光量,效率提高达30%。
Image来源:Unsplash用户Asia Chang

分光测色仪透过率测量可以帮助实现家庭和建筑物透明木材的潜力

如果透明木材进入主流市场,审美考虑将成为消费者的首要任务; 木材的外观如何,是否一致?透射分光测色仪计将在监测商业和住宅用透明木制品的颜色和外观方面起到不可或缺的作用,确保光学一致性并帮助制造商创造视觉上吸引人的产品。

然而,分光测色仪分析也超出了纯粹的审美评估; 通过测量光透射率和雾度,研究人员可以通过充分利用环氧树脂的折射特性来调节光线进入太阳能电池的性能,并被太阳能电池性能优异的材料俘获。使用分光测色仪计,如同时测量透射颜色和雾度的新型HunterLab Vista,将使科学家能够轻松捕捉他们所需的关键信息,以优化配方和评估过程变量。分光测色仪仪器提供的见解将是充分利用这一令人兴奋的新材料的潜力和实现其全部生态效益的重要组成部分。

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  1. “木窗?用于建筑物,太阳能电池的透明木质材料“,2016年3月30日,https://www.sciencedaily.com/releases/2016/03/160330085735.htm
  2. “”看不见“木材的难以置信的可能性”,2016年5月23日,http://www.cnn.com/2016/05/23/architecture/clear-wood-architecture/ 
  3. “”透明木材“可以清除一些大的环境问题,”2016年3月31日,http://www.huffingtonpost.com/entry/transparent-wood_us_56fd3c14e4b0daf53aeee8e6