由於木材天然且優秀的機械性能，常被用來當成建築材料，也因類型與地理條件的差異，不同木質材料常常展現出不同的巨觀特性。舉例來說，軟木由於快速成長，會表現出較多的孔洞組織，而硬木一般則有較緻密的組織，且與軟木相比，硬木具有較高的密度，這也是浮木跟沉木的差異。雖然在巨觀特性的差異十分顯著，但在顯微結構上卻有驚人的相似度，最明顯的特徵即在木質結構的等向性。木材內部有很多與截面垂直排列的維管束(channel)，這些維管束是用來傳輸離子、水分及其他養分，而細胞壁包含了木質素、果膠及纖維素等等，其纖維素、半纖維素(hemicelluloses)及木質素等分層結構的強交互作用，使得木材產生優秀的機械性質。

早在1992年，已有科學家提出透明木材的開發概念，但在當時還無法量產化，因為纖維素及半纖維素雖然是透明無色的，但木質素本身是深色且複雜的結構，在木質孔部會產生大的可見光散射。也因此，木材總是具有不同的顏色分布。直到最近，科學家發明了新方法，可以快速去除木質素的不透明成份，並加上透光高分子材料，才製作出透明木頭。

這項研究的重要意義在於，處理後變得透明的木材本質上仍然是木頭，其絕緣度和硬度超過玻璃，相比塑膠又更容易處理，還具有一些常用透明材料所不具備的獨特光學特性。製作方法如下：

首先，把一段4到5英吋的木頭放進含有氫氧化鈉和亞硫酸鈉的水溶液中，持續沸騰兩個小時，將木質素從木材的細胞壁中溶出。木質素是非常複雜的天然聚合物，對細胞壁的形成非常重要，透過形成交織網來硬化細胞壁，提高剛性與防腐性質。且木質素包圍著管胞、導管、木纖維等纖維束細胞及厚壁細胞外物質，也會使這些細胞具有特定顯色反應。換句話說，木質素一旦脫離木材，木材會立刻轉而變白，而且變軟。

接著，藉著過氧化氫的作用，將木質部氧化，進一步浸出，使木材變得更白。最後，把已褪成白色的木材浸入環氧樹脂中，再將木材置於真空及大氣中交互替換，這個步驟既強化了木材的硬度，也使木材變得透明，其中的原理跟木材本身的物質結構有關，也與環氧樹脂的特性有關。在顏色褪去後，木材的內部結構仍舊保持不變，所以透過浸泡，木材裡用於輸送養分的細小導管即可以把環氧樹脂充分吸收進去，利用環氧樹脂接近光學玻璃的折射率，便能使光線從其中通過，造成透明的效果。

另外，在製作透明木材時，首先須對木材進行切片，一種方式是將木材截切，另一種則是縱切(徑向，沿著維管束方向切)。科學家在實驗後發現，兩種方式都可以將木質部溶出，並讓環氧樹脂成功吸收進木材中，而在透明度方面，若將兩種試片直接放在待測表面上，透明度會十分接近，但若離待測表面一段距離的話，則是縱切的透明度較高。在抗拉能力方面，科學家在試片上，沿維管束方向的兩側同時施加拉力，結果顯示，縱切的抗拉能力是截切的約2倍，而變形能力兩者則接近。不過，與原始木材相比，抗拉及變形能力卻好上了10倍，比起玻璃材料，也強了近4~6倍，且透光程度可達85%以上。

幾乎所有的木材都具有徑向材料的特質，比起玻璃，這種透明木材在受到一般程度擠壓時較不易碎裂。透明木材的用途也很廣泛，除了建作家具外，還能應用在汽車及光電材料上，像是太陽能板、窗戶等。然而，這種新材料在可以實際運用前，還有一段路要走，目前科學家最多只能處理10毫米(mm)厚的小木塊，但若厚度的問題能夠解決，可以預想得到的是，未來，許多的設計應用將會改觀。（本文由科技部補助｢新媒體科普傳播：遇見無所不在的生活科學｣執行團隊撰稿）

責任編輯：張尹貞
審校：張惠博