在追求极致透明材料的科学道路上，一个意外的“弯路”有时会通往更伟大的发现。一种名为“激光木材”的高雾度透光木质复合材料，正是这样一个化腐朽为神奇的典范。它并非追求玻璃般的清澈，而是通过将木材的“雾度”发挥到极致，开创了一种全新的固态激光照明方式。

从木头到“光学大师”，四步炼就激光木材

将一块朴实无华的木头变成能操控光线的神奇材料，需要经历一场精密的蜕变：

精挑细选，圆球塑形：科学家们尝试了20多种木材，最终发现细胞壁薄、孔隙大的轻木是最佳选择，更利于光线穿透和引导。将其加工成圆球，是因为球体结构能最自然、均匀地向四面八方散射光线。

脱胎换骨，去除木质素：将木球置于亚氯酸钠溶液中，在90°C下蒸煮48小时。这一步旨在剥离木材中赋予其颜色和硬度的关键成分——木质素，留下一个由纤维素框架构成的白色、多孔的“三维骨架”。

深度净化与溶剂置换：用去离子水彻底清洗，去除所有化学残留。随后将其浸入有机溶剂（如乙醇）中，置换出木材微孔中的水分。这一步至关重要，为后续树脂的完美浸润铺平道路，避免水分残留导致缺陷。

树脂填充，固化定型：将净化后的木球浸没在光学透明的环氧树脂中，并放入真空箱抽真空。负压迫使树脂充分渗入木材的每一个纳米级孔隙。最后，通过紫外线或加热使树脂固化，一个结构稳固、高度透光的木质复合材料便诞生了。

如何让激光在木头里“翩翩起舞”？

挑战与转折：中国林科院木材工业研究所木质复合材料研究室唐启恒研究团队最初的目标是制造像玻璃一样高透明的“透明木材”，但木材固有的“高雾度”（光线在材料内部被强烈散射，导致透光却不清晰）成为一个难以消除的特性。然而，科学家们转而思考：既然无法消除，何不将其最大化并加以利用？

化弊为宝：通过优化工艺，他们将材料的雾度提升至90%以上。这意味着，木材内部形成了一个极其复杂的三维光散射网络。当一束高度聚集的激光照射到这种高雾度木材上时，光线不再直线穿过，而是在无数纤维素-树脂的界面上发生反复的、立体式的散射，瞬间被“打散”并分布到整个材料体积中，使得材料本身成为一个明亮、均匀发光的二次光源。

与LED的能效之争：传统LED照明依赖于发光二极管激发荧光粉进行“光转换”，这个过程存在明显的能量损失，导致效率下降和发热。而激光木材照明省去了“光转换”步骤，直接利用激光的高亮度和高效率进行散射发光，在原理上具有更高的能量效率潜力。

应用前景--照亮人类的极限边疆

激光木材作为一种创新的固态照明材料，其独特优势使其在国防军工、深海探测、远距离岛屿照明、极端环境（如低温、高温）照明等领域展现出巨大潜力。它不仅是对木材这一古老材料的革命性解读，更以其可能带来的高效、稳定、耐用的照明解决方案，为我国乃至世界的绿色低碳高质量发展注入新的科技动能。（撰稿：杨光/中国林科院木材所）

来源: 林苑科普