انجمن علوم و صنایع چوب و کاغذ ایران مجله صنایع چوب و کاغذ ایران 2008-9066 17 1 2026 04 21 Investigation of the effect of wood species on the optical properties of transparent wood composites with polyvinyl alcohol and epoxy polymers بررسی اثر نوع گونه چوبی بر خواص نوری کامپوزیت چوبی شفاف با ماتریس پلیمری پلی‌وینیل الکل و اپوکسی 21 33 735473 10.22034/ijwp.2025.2068027.1719 FA حمیده عبدل زاده دانشگاه تربیت دبیر شهید رجایی، تهران، ایران 0000-0002-5821-2562 علیرضا کنگرلو دانشگاه تربیت دبیر شهید رجایی، تهران، ایران سید محمود میری تاری دانشگاه تربیت دبیر شهید رجایی، تهران، ایران Journal Article 2025 08 06 Problem Statement and Objectives: Wood has long been used as a construction material. In recent years, various wood-based products, with an emphasis on their aesthetic properties, have attracted significant attention from researchers. Transparent wood composite, commonly referred to as transparent wood in the industry, is one such product. Transparent wood is an emerging optical material that combines properties such as haze and high light transmission with construction applications. Transparent wood composites are produced by delignifcation of wood or deactivating the chromophores in lignin and infiltrating it with a polymer that has a refractive index equal to or similar to that of cellulose. This product integrates mechanical performance with optical capabilities, making it a promising candidate for applications such as smart buildings, optical devices, and photonics. This study investigates the preparation methods and optical performance of transparent wood and discusses its potential applications.<br>Methodology: In this study, two wood species, beech and maple, were used to produce transparent wood composites after delignification. Delignification of wood veneers was carried out using sodium chlorite (NaClO₂) at a pH of 4.6. The delignified samples were impregnated with epoxy resin (E) and polyvinyl alcohol (PVA) under vacuum conditions. Polymerization of PVA resin was conducted at 40°C in an oven, while epoxy resin was polymerized at ambient temperature. The transparent wood composites were tested for optical properties according to the ASTM 1003-21 standard. Wood veneers, delignified veneers, and transparent polymers made from pure epoxy and PVA resins were used as control samples for comparison. In this study, light transmission values were examined as the determining factor for the transparency and haze of transparent wood composites. Three replicates were measured for each sample, and the average values were compared.<br>Results: Optical tests conducted on control samples showed that wood veneers did not transmit light and lacked haze. The delignified samples of both species, despite noticeable color changes, also lacked optical transparency. Consequently, no reportable values were obtained due to the lack of complete transparency in these samples. The results indicated that, unlike solid wood and its delignified veneers, the produced transparent wood composite exhibited suitable optical transparency and transmitted light. Optical tests revealed that transparent wood composites not only transmitted light but also had higher haze compared to transparent polymers. The light transmission in transparent wood made from beech species with epoxy resin and polyvinyl alcohol decreased by 43.17% and 7.85%, respectively. The haze of transparent wood from the beech species was more suitable and increased by up to 671%. The light transmission values showed no significant difference between the two species. Samples made with epoxy resin exhibited higher transparency compared to PVA resin. Images from scanning electron microscopy confirmed the filling of cavities and changes in cell walls after delignification.<br>Conclusion: The results demonstrated the feasibility of producing transparent wood composites. The beech species exhibited better light transmission and haze. Transparent wood composites possess suitable opacity characteristics, making them ideal for use in partition spaces or windows, enabling the utilization of sunlight while providing conditions for maintaining privacy. The results from both species were satisfactory, with the composite made from epoxy resin exhibiting superior properties. بیان مساله و اهداف: چوب از دیرباز به عنوان مصالح ساختمانی به کار می‌رود. در سال‌های اخیر، محصولات چوبی مختلف با تأکید بر خواص زیبایی‌شناختی آن، توجه بسیاری از محققان را به خود جلب کرده‌ است. کامپوزیت چوبی شفاف که در صنعت با عنوان چوب شفاف شناخته می‌شود یکی از این محصولات است. چوب شفاف ماده نوری نوظهوری است که خواصی مانند کدری و عبور نور بالا را با کاربردهای ساختمانی ترکیب می‌کند. کامپوزیت‌های چوبی شفاف، با لیگنین‌زدایی‌ یا غیرفعال‌سازی رنگساز‌های لیگنین چوب و نفوذ دادن پلیمری با ضریب شکست برابر یا مشابه سلولز درون چوب تولید می‌شوند. این محصول، عملکرد مکانیکی را با قابلیت‌های نوری ترکیب می‌کند و کاندیدای جدید برای مصارفی نظیر ساختمان‌های هوشمند، ابزارهای نوری و فوتونیکی است. این تحقیق، روش‌های آماده‌سازی چوب شفاف و عملکرد نوری را بررسی می‌کند و کاربردهای بالقوه آن را مورد بحث قرار می‌دهد. <br>مواد و روش‌ها: در تحقیق حاضر دو گونه راش و افرا پس از لیگنین‌زدایی برای ساخت کامپوزیت چوبی شفاف استفاده شدند. لیگنین‌زدایی روکش‌های چوبی با کمک کلریت سدیم (2NaClO) در pH 6/4 انجام شد. نمونه‌های لیگنین‌زدایی شده تحت شرایط خلا با رزین‌های اپوکسی (E) و پلی‌وینیل الکل (PVA) اشباع شدند. پلیمریزاسیون رزین PVA در دمای C˚40 درون آون و رزین اپوکسی در دمای محیط انجام شد. کامپوزیت چوبی شفاف برای بررسی خواص نوری بر اساس استاندارد 21-1003 ASTMمورد بررسی و آزمون قرار گرفتند. روکش‌های چوبی، روکش‌های لیگنین‌زدایی شده و پلیمرهای شفاف از رزین‌های اپوکسی و پلی وینیل الکل برای مقایسه به عنوان نمونه‌های شاهد در نظر گرفته شدند. در این تحقیق مقادیر عبور نور به عنوان فاکتور تعیین کننده شفافیت و کدری کامپوزیت‌های چوبی شفاف مورد بررسی قرار گرفتند. سه تکرار برای هر نمونه اندازه‌گیری شده و میانگین مقادیر به دست آمده با هم مقایسه شدند. <br>نتایج: آزمون‌های نوری انجام شده بر روی آزمونه‌های شاهد نشان داد روکش‌های چوبی نور را از خود عبور نداده و فاقد خاصیت کدری نوری هستند. آزمونه‌های لیگنین‌زدایی شده‌ی هر دوگونه‌ نیز با وجود تغییر رنگ بارز فاقد ویژگی‌های شفافیت نوری بودند. از این رو به دلیل عدم شفافیت کامل از آزمونه‌های مذکور هیچ مقدار قابل گزارشی به دست نیامد. نتایج نشان داد بر خلاف چوب ماسیو و روکش‌های لیگنین‌زدایی شده‌ی آن، کامپوزیت شفاف تولید شده دارای شفافیت نوری مناسب بوده و نور را از خود عبور می‌دهند. آزمون‌های نوری نشان داد کامپوزیت چوبی شفاف علاوه بر عبور نور دارای کدری بالاتری نسبت به پلیمرهای شفاف بودند. عبور نور در چوب شفاف حاصل از گونه راش با رزین اپوکسی و پلی وینیل الکل به ترتیب 43/17% و 85/7% کاهش یافت. کدری چوب شفاف حاصل از گونه چوبی راش مناسب‌تر بود و تا 671% افزایش یافت. مقادیر عبور نور در دوگونه تفاوت چشمگیری نداشت. آزمونه‌های ساخته شده با رزین اپوکسی شفافیت بیشتری نسبت به رزین PVA داشتند. تصاویر حاصل از میکروسکوپ الکترونی روبشی پر شدن حفرات و تغییرات دیواره سلولی را پس از لیگنین‎‌زدایی تایید کرد.<br>نتیجه‌گیری: نتایج نشان داد امکان تولید کامپوزیت چوبی شفاف فراهم است. کدری بالاتر این فرآورده امکان استفاده از آن در فضاهای قابل تفکیک یا در پنجره‌ها، ضمن فراهم ساختن امکان استفاده از نور خورشید شرایط مناسب برای حفظ حریم خصوصی را هم ایجاد می‌کند. نتایج به دست آمده از هر دو گونه مناسب است و کامپوزیت ساخته شده از رزین اپوکسی ویژگی‌های بهتری نشان داد. https://www.ijwp.ir/article_735473_84689d5f2e034f7edb171e0dae387521.pdf