透明竹：一种防火防水的玻璃替代品

玻璃可能很快就会面临一个意想不到的对手 —— 竹子的竞争。

中国的科学家们把普通的老竹子变成了一种透明的材料，这种材料既防火又防水，还能抑制烟雾。

当你需要一些透明但坚固的东西，比如窗户时，由沙子制成的硅玻璃仍然是首选的建筑材料。但它不是特别可持续，而且可能又重又脆。

透明木材实际上已经在玻璃领域占据一席之地好几年了。科学家们用化学方法从木纤维中去除木质素，然后用有机玻璃或环氧树脂处理剩余的材料。最终的结果是一种透明的、可再生的、和玻璃一样坚固或比玻璃更坚固的材料，同时更轻，是一种更好的隔热材料。

然而，使用木材仍然存在一些问题。它比玻璃易燃得多，而且需求已经很高，库存需要很长时间才能补充。因此，在这项新研究中，中国中南林业科技大学（CSUFT）的研究人员转而使用竹子。

该研究的通讯作者万彩超说：“竹子，通常被称为‘第二森林’，拥有快速的生长和更新速度，使其在生长的四到七年内达到成熟并被用作建筑材料。每英亩竹子的产量是木材的四倍，以其卓越的效率而闻名。”

竹子的内部结构和化学成分与木材非常相似，因此该团队使用相同的方法将其变成透明的。去除木质素后，竹子被注入一种无机液体硅酸钠，这种液体会改变纤维的光折射，使其变得清晰。然后，对其进行处理，使其具有疏水性或拒水性。

最终的结果是一个三层结构 —— 硅烷在顶部，二氧化硅在中间，硅酸钠在底部。竹材是透明的，透光率为71.6%，阻燃、防水，并能阻挡烟雾和一氧化碳。机械上，它的弯曲模量为7.6 GPa，拉伸模量为6.7 GPa。

这种透明的竹子不仅可以用作建筑材料，而且当用作钙钛矿太阳能电池的衬底时，它就像一个光管理层。这使得电池的能量转换效率提高了15.29%。

研究人员表示：“在未来的研究中，我们将专注于这种透明竹子的大规模制造和多功能。”

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