当今社会，建筑行业消耗了大量的能源。其中，住宅建筑的窗户由于其热管理能力较差而导致10-25%的热量损失。目前，玻璃是最常用的窗户材料。但是单层玻璃窗具有以下缺点：（1）玻璃具有很高的固有热导率（约1 W m-1 K-1），导致加热所需的能量容易泄漏；（2）突然的撞击容易导致玻璃破裂，从而构成安全隐患；（3）在玻璃生产过程中每年会排放大量的CO2，加剧温室效应。因此，非常需要开发节能的窗户材料，以解决供暖成本、能源短缺以及对全球气候变化的影响。
为了上述问题，研究人员开发了内部和外部百叶窗、透明热障、角度选择性遮光系统、多层玻璃窗等多种技术。其中，透明木材作为一种可替代透明材料而被广泛关注。例如，L. Berglund课题组利用亚氯酸钠（NaClO2）对天然木材进行漂白，并加入聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）制成的透明木材用作窗户材料；胡良兵教授团队通过“两步法”策略，即通过环氧浸渍去除木质素并制造透明木材，使得制备的透明木材的透射率达到约为90％。然而，在降低雾度、增强机械性能以及为节能窗户提供隔热等方面还面临诸多挑战。基于此，马里兰大学的胡良兵教授（通讯作者）结合他们之前在木材研究方面取得的丰硕成果。报道了一种性能更好的透明木材被用作节能窗材料。它具有以下优异的属性：（1）高透光率（91%），与玻璃相当；（2）清晰度高、雾度很低（15%）；（3）高韧性（3.03 MJ m3），比标准玻璃（0.003 MJ m3）高出3个数量级；（4）导热系数低（0.19 W m-1 K-1），比玻璃低5倍以上。此外，由于透明木材与行业采用的旋转切割方法兼容，所以其是可持续的材料，具有低的碳排放和结垢能力。总之，该工作中展示的可伸缩、高清晰度、透明的木材有非常大的希望被用作节能环保的窗户，以显着改善环境和经济效益。研究成果以题为“A Clear, Strong, and Thermally Insulated Transparent Wood for Energy Effcient Windows”发布在期刊Adv. Funct. Mater.上【图文解析】
b）比较用作建筑材料的透明木材、天然木材和玻璃的各种特性；c）寒冷天气下在建筑物外窗中使用透明木材时的节能过程示意图。图二、表征透明木材的微观结构
g）微型通道壁的放大图，其中可以观察到对齐的纳米纤维素纤维。图三、透明木材的光学和机械性能
e）透明木材以及通过不同工艺和木材种类制备的其他透明木材的光度与透射率的关系；f）天然木材（NW）和透明木材（TW）在径向和轴向上的实验应力-应变曲线；g-h）天然木材、环氧透明木材、玻璃和PVA透明木材之间的强度和韧性比较。图四、对比透明木材与玻璃的隔热性能
a）在轴向和径向传热方向上从20-60℃测量透明木材的导热率；d）在不同温度下，通过导热器使顶表面直接与导热热源接触后，玻璃和透明木材样品的背面温度稳定。图五、在DOE基准上的双窗格透明木质窗户的节能模型
b）基于两层透明木材的双层玻璃系统的中心U系数和太阳热增益系数与不同空气厚度的关系；c）基于Energy Plus 8.2.0中的简单窗口模型；【小结】
综上所述，作者开发了一种高清晰度、可生物降解的透明木材。其可以组装成具有各种优异性能的可伸缩材料，从而使这种可持续的材料非常有希望被用作一种透明的节能建筑材料。这种透明木材同时具有低雾度（15％）和高透射率（91％）的优异性能。同时，该透明木材表现出高的机械性能和低质量密度，进一步降低了玻璃窗的相关安全风险。此外，其具有良好的耐热性和较低的热导率，从而提高了能源效率。当组装成带有通风间隙的双窗格窗户时，该透明木材在新旧建筑中每年可比DOE基准平均分别节省38和23 MJ m-2的能源。总之，这种可伸缩、高清晰度、坚固且隔热的透明木材非常有助于开发具有许多环境和经济利益的节能建筑材料。
