CN115286931A - 一种透明木头及其制备方法和透明家具 - Google Patents

一种透明木头及其制备方法和透明家具 Download PDF

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Abstract

本发明属于光热功能材料领域，公开了一种透明木头及其制备方法和透明家具。本发明的透明木头包括透明木头基体和分散在透明木头基体中的抗菌纳米材料。制备方法：制备抗菌纳米材料分散液；将抗菌纳米材料分散液注入脱木质素的木头基体中，即得透明木头。本发明的生产工艺简单，对设备要求低；使用的主要原料为木头，成本低且可再生；此外，抗菌纳米材料优异的光热转化性能和抗菌性能，使得制备的透明木头基体具有优异的光热转化性能、抗菌性能、生物相容性和透明性，可用于制备透明家具。

Description

一种透明木头及其制备方法和透明家具
技术领域
本发明属于光热功能材料领域，具体涉及一种透明木头及其制备方法和透明家具。
背景技术
具有高效抗菌性能的透明木材因能有效阻碍细菌的增殖和二次传播，使其在建筑领域和生命健康领域具有极其重要的市场需求和市场价值。目前的光热抗菌材料主要是碳纳米管、石墨烯和碳黑等，这些光热抗菌材料的光热转化效率较低，需大量添加才能取得可观效果。而碳材料的大量使用不仅大大增加其生产成本，还严重引起其在复合材料中的自聚集，影响其实际使用效率；另外，碳材料的生物不可降解性使其在生物医疗等领域的应用受到严重限制。
因此，有必要提供一种光热转化效率高、抗菌性能优异的透明木材。
发明内容
本发明旨在至少解决上述现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种透明木头，具有优异的光热转化功能和抗菌性能。
本发明还提出一种透明木头的制备方法。
本发明还提出一种透明家具。
根据本发明的一个方面，提出了一种透明木头，包括透明木头基体和分散在所述透明木头基体中的抗菌纳米材料；所述抗菌纳米材料包括二维过渡金属碳化物和氮化物(MXene)量子点，MXene纳米片，铋、锑、硒、碲、铋-锑异质结、碲-硒异质结的零维，一维或二维纳米材料中的至少一种。
根据本发明的一种优选的实施方式，至少具有以下有益效果：
本发明中使用的抗菌纳米材料，光热转化效率高，抗菌性能优于传统的光热抗菌材料(碳纳米管、石墨烯和碳黑等)及传统的抗菌材料(银或金纳米颗粒)，且制备方法简单，成本低，生物相容性优异。因此，由这种抗菌纳米材料与透明木头基体结合得到的透明木头具有高效的抗菌性能。
在本发明的一些实施方式中，所述透明木头中的所述抗菌纳米材料的质量含量为0.01～0.1wt％。
高浓度的抗菌纳米材料一般会出现明显团聚，在外力作用下会因应力集中导致透明木头基体的机械强度下降；而低浓度的抗菌纳米材料又会使透明木头的抗菌性能不明显。抗菌纳米材料在上述含量范围内不会影响透明木头基体的机械强度。
所述抗菌纳米材料的质量含量在0.01～0.1wt％的范围内时，不会显著影响透明木头基体的自然光透过性能。
在本发明的一些实施方式中，零维纳米材料选自量子点。
在本发明的一些实施方式中，一维纳米材料选自纳米线或纳米管。
在本发明的一些实施方式中，二维纳米材料选自纳米片。
在本发明的一些实施方式中，铋的零维，一维或二维纳米材料包括铋量子点、铋纳米线、铋纳米管或铋纳米片。
在本发明的一些实施方式中，锑的零维，一维或二维纳米材料包括锑量子点、锑纳米线、锑纳米管或锑纳米片。
在本发明的一些实施方式中，硒的零维，一维或二维纳米材料包括硒量子点、硒纳米线、硒纳米管或硒纳米片。
在本发明的一些实施方式中，碲的零维，一维或二维纳米材料包括碲量子点、碲纳米线、碲纳米管或碲纳米片。
在本发明的一些实施方式中，铋-锑异质结的零维，一维或二维纳米材料包括铋-锑异质结量子点、铋-锑异质结纳米线、铋-锑异质结纳米管或铋-锑异质结纳米片。
在本发明的一些实施方式中，碲-硒异质结的零维，一维或二维纳米材料包括碲-硒异质结量子点、碲-硒异质结纳米线、碲-硒异质结纳米管或碲-硒异质结纳米片。
在本发明的一些实施方式中，所述抗菌纳米材料的尺寸小于200nm。
所述抗菌纳米材料选取的种类不同，所述尺寸的定义不同。如果所述抗菌纳米材料选取量子点，量子点一般为球形或类球形，因此所述尺寸是指直径的大小；如果所述抗菌纳米材料选取纳米线，所述尺寸是指线径尺寸；如果所述抗菌纳米材料选取纳米管，所述尺寸是指径向尺寸；如果所述抗菌纳米材料选取纳米片，所述尺寸是指横向尺寸和厚度的大小。
在本发明的一些实施方式中，所述透明木头基体包括脱木质素的木头基体和分布于所述脱木质素的木头基体的孔隙结构中的高分子聚合物。
在本发明的一些实施方式中，所述脱木质素的木头基体中的木头基体选自杉木、柳木或椴木。
在本发明的一些实施方式中，所述高分子聚合物包括环氧树脂、聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯乙烯或聚乙烯醇中的至少一种。
在本发明的一些实施方式中，所述透明木头基体中的所述高分子聚合物的质量含量为25～75wt％。
根据本发明的第二个方面，提出了一种透明木头的制备方法，包括以下步骤：
S1：制备抗菌纳米材料分散液；
S2：将所述抗菌纳米材料分散液注入脱木质素的木头基体中，即得所述透明木头。
根据本发明的一种优选的实施方式，至少具有以下有益效果：
本发明采用将抗菌纳米材料分散液注入脱木质素的木头基体中的方法制备透明木头，生产工艺简单，对设备要求低；其中使用的主要原料为木头，成本低且可再生。此外，由于抗菌纳米材料的存在，使得制备的透明木头具有优异的光热转化性能、抗菌性能、生物相容性和透明性。
在本发明的一些实施方式中，步骤S1将抗菌纳米材料分散于高分子聚合物溶液中制成所述抗菌纳米材料分散液。
在本发明的一些实施方式中，所述抗菌纳米材料分散液中，所述抗菌纳米材料的浓度为0.01～0.5wt％。
在本发明的一些实施方式中，所述抗菌纳米材料包括MXene量子点，MXene纳米片，铋、锑、硒、碲、铋-锑异质结、碲-硒异质结的零维，一维或二维纳米材料中的至少一种。
在本发明的一些实施方式中，零维纳米材料选自量子点。
在本发明的一些实施方式中，一维纳米材料选自纳米线或纳米管。
在本发明的一些实施方式中，二维纳米材料选自纳米片。
在本发明的一些实施方式中，所述抗菌纳米材料包括MXene量子点、MXene纳米片、铋量子点、铋纳米线、铋纳米管、铋纳米片、锑量子点、锑纳米线、锑纳米管、锑纳米片、硒量子点、硒纳米线、硒纳米管、硒纳米片、碲量子点、碲纳米线、碲纳米管、碲纳米片、铋-锑异质结量子点、铋-锑异质结纳米线、铋-锑异质结纳米管、铋-锑异质结纳米片、碲-硒异质结量子点、碲-硒异质结纳米线、碲-硒异质结纳米管或碲-硒异质结纳米片中的至少一种。
在本发明的一些实施方式中，所述高分子聚合物溶液包括环氧树脂溶液、聚甲基丙烯酸甲酯溶液、聚苯乙烯溶液或聚乙烯醇溶液中的至少一种。
在本发明的一些实施方式中，所述高分子聚合物溶液为稀溶液，浓度为5～12mg/mL。
所述高分子聚合物溶液的浓度太高，会导致其充入所述脱木质素的木头基体中的速度太慢，也会造成所述高分子聚合物溶液不能全充满所述脱木质素的木头基体；而所述高分子聚合物溶液的浓度太低，又会使所述脱木质素的木头基体中的该溶液充入量太少，达到全充满状态重复操作次数太多。
在本发明的一些实施方式中，步骤S2需通过化学处理去除木头基体中的木质素。
在本发明的一些实施方式中，所述化学处理的方法，包括以下步骤：将所述木头基体置于氧化剂中，于25～80℃条件下反应1～6h。
将所述木头基体置于所述氧化剂中是为了去除所述木头基体中的木质素，使木头基体具有孔隙结构，以填充所述高分子聚合物和所述抗菌纳米材料。
在本发明的一些实施方式中，所述氧化剂包括双氧水、次氯酸钠-亚氯酸钠混合液或高氯酸中的至少一种。
在本发明的一些实施方式中，所述氧化剂选择所述双氧水，所述氧化剂的浓度为15～25wt％。
在本发明的一些实施方式中，所述氧化剂选择所述次氯酸钠-亚氯酸钠混合液，所述氧化剂的浓度为3～8wt％。
在本发明的一些实施方式中，所述氧化剂选择所述高氯酸，所述氧化剂的浓度为12～18wt％。
在本发明的一些实施方式中，步骤S2去除所述木头基体中的木质素后，还需对脱木质素的木头基体进行清洗和干燥。
在本发明的一些实施方式中，使用无水乙醇或丙酮对所述脱木质素的木头基体进行清洗。
在本发明的一些优选的实施方式中，使用所述无水乙醇对所述脱木质素的木头基体进行清洗。
在本发明的一些实施方式中，所述干燥的方法为将所述脱木质素的木头基体置于真空干燥箱中进行干燥。
在本发明的一些实施方式中，所述真空干燥箱的真空度为200～300Pa。
在本发明的一些实施方式中，所述干燥的温度为60～80℃。
在本发明的一些优选的实施方式中，所述干燥的温度为80℃。
在本发明的一些实施方式中，所述干燥的时间为24～72h。
在本发明的一些实施方式中，步骤S2将所述抗菌纳米材料分散液注入脱木质素的木头基体中的方法，包括以下步骤：将所述脱木质素的木头基体置于充满所述抗菌纳米材料分散液的容器中，加压至2～5MPa，直至所述抗菌纳米材料分散液的浸入量饱和，再经真空处理后恢复至常压。
在本发明的一些实施方式中，所述真空处理的真空度为60～100KPa，时间为20～60min。
在本发明的一些优选的实施方式中，所述真空处理的时间为60min。
具体地，将所述脱木质素的木头基体置于处理罐中后充满所述抗菌纳米材料分散液，并开始加压到最大压力(2～5Mpa)，然后保持最大压力直至浸入量饱和为止。当压力解除后，所述抗菌纳米材料分散液会被木头内部少量存留的气体“反冲”，将所述抗菌纳米分散液排出后，处理罐需要再次抽真空，真空度为60～100KPa，通过回收木头表面的所述抗菌纳米分散液来填充木头中因气体“反冲”留下的孔隙。保持真空1～8h，解除真空。
在本发明的一些实施方式中，所述抗菌纳米材料分散液注入所述脱木质素的木头基体后，还需对形成的复合材料行干燥，以得到所述透明木头。
在本发明的一些实施方式中，所述干燥的方法为将所述脱木质素的木头基体置于真空干燥箱中进行干燥。
在本发明的一些实施方式中，所述干燥的温度为60～90℃。
在本发明的一些实施方式中，所述干燥的时间为3～5h。
在本发明的一些优选的实施方式中，所述干燥的时间为4h。
在本发明的一些实施方式中，在制备好所述透明木头后，对所述透明木头进行自然光照射，以提升所述透明木头的抗菌性能。
在本发明的一些实施方式中，所述自然光的光密度为120～150mW/cm2。
在本发明的一些优选的实施方式中，所述自然光的光密度为150mW/cm2。
在本发明的一些实施方式中，所述自然光照射的时间为2～8min。
在本发明的一些优选的实施方式中，所述自然光照射的时间为5min。
在本发明的一些优选的实施方式中，所述自然光的光密度为150mW/cm2，照射的时间为5min。
本发明制备的透明木头具有良好的透明度，在自然光照射条件下，所有抗菌纳米材料都能接受光照，以吸收光能。而这些纳米材料本身具有优异的光热转化性能，在光照后会将光能转化为热能，产生热量，细菌在该热条件下很难生存，因此自然光照射进一步提高了透明木头的抗菌性能。
传统的光热抗菌材料如碳纳米管、石墨烯、碳黑等，光热转化效率偏低，需要较高的添加量才能达到与本发明中抗菌纳米材料相同的光热转化效果，但是高添加量又会影响透明木头的透明度。因此选用本发明中的抗菌纳米材料，添加量不超过0.1wt％，如此低的添加量不会影响透明木头的透明度，使得透明木头中的抗菌纳米材料吸收大量的光能；抗菌纳米材料由于其优异的光热转化效果，将吸收的光能转化为热能，产生热量，使得细菌在该热条件下难以生存，因此进一步提升了透明木头的抗菌性能。
传统的抗菌材料如银或金纳米颗粒，在自然光照条件下的光热转化效率低于本发明中抗菌纳米材料的光热转化效率，且大量使用这些传统的抗菌材料易引起团聚现象。因此在传统的抗菌材料和本发明中的抗菌纳米材料浓度相同的情况下，本发明制备的透明木头将会有更高的光热转化效率，进一步本发明的透明木头的抗菌性能也会更高。
根据本发明的第三个方面，提出了一种透明家具，包括所述透明木头或根据所述方法制备的透明木头。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明做进一步的说明，其中：
图1为本发明实施例1中选用的铋量子点的透射电子显微成像图；
图2为本发明实施例2、对比例1和对比例2制备的透明木头的光热转化效果对比图；
图3为本发明实施例2和对比例1制备的透明木头在有无自然光照射下的抗菌效果对比图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
本发明的描述中，除非另有明确的限定，分散、干燥等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本发明中的具体含义。
本发明的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”等的描述意指结合该实施例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例中以合适的方式结合。
实施例中所使用的试验方法如无特殊说明，均为常规方法；所使用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到的试剂和材料。
实施例1
本实施例制备了透明木头1，具体过程为：
(1)将铋量子点(量子点直径为～20nm，铋量子点的具体形貌图如图1所示)分散于聚甲基丙烯酸甲酯溶液中，制成抗菌纳米分散液，其中铋量子点的浓度为0.05wt％；
(2)将2cm长，2cm宽，0.3cm厚的杉木浸泡在温度为80℃，浓度为25wt％的双氧水中，反应6h。使用无水乙醇清洗脱木质素的木头基体后，将脱木质素的木头基体置于真空干燥箱中进行干燥，真空干燥箱的真空度为250Pa，干燥的温度为80℃，时间为30h。
将干燥后的脱木质素的木头基体置于处理罐中，然后充满(1)中的抗菌纳米分散液，并开始加压到4MPa，在该压力下真空处理40min，直至浸入量饱和为止。解除压力，将抗菌纳米材料分散液排出后，处理罐再次抽真空至真空度为80KPa，保持1h后恢复至常压，此时即完成抗菌纳米材料在透明木头基体中的分散，形成复合材料。最后，将复合材料置于真空干燥箱中，于60℃下干燥4h，得到透明木头1。
透明木头1中铋量子点的含量为0.02wt％，聚甲基丙烯酸甲酯的含量为40.5wt％。
实施例2
本实施例制备了透明木头2，具体过程为：
(1)将MXene量子点(量子点直径为～10nm)分散于聚苯乙烯溶液中，制成抗菌纳米分散液，其中MXene量子点的浓度为0.03wt％；
(2)将2cm长，2cm宽，0.3cm厚的柳木浸泡在温度为70℃，浓度为20wt％的双氧水中，反应5h。使用无水乙醇清洗脱木质素的木头基体后，将脱木质素的木头基体置于真空干燥箱中进行干燥，真空干燥箱的真空度为200Pa，干燥的温度为80℃，时间为40h。
将干燥后的脱木质素的木头基体置于处理罐中，然后充满(1)中的抗菌纳米分散液，并开始加压到4MPa，在该压力下真空处理60min，直至浸入量饱和为止。解除压力，将抗菌纳米材料分散液排出后，处理罐再次抽真空至真空度为100KPa，保持1h后恢复至常压，此时即完成抗菌纳米材料在透明木头基体中的分散，形成复合材料。最后，将复合材料置于真空干燥箱中，于80℃下干燥4h，得到透明木头2。
透明木头2中MXene量子点的含量为0.01wt％，聚苯乙烯的含量为38.2wt％。
实施例3
本实施例制备了透明木头3，具体过程为：
(1)将锑纳米片(纳米片横向尺寸＜200nm，厚度＜20nm)分散于聚甲基丙烯酸甲酯溶液中，制成抗菌纳米分散液，其中锑纳米片的浓度为0.05wt％；
(2)将2cm长，2cm宽，0.3cm厚的椴木浸泡在温度为80℃，浓度为15wt％的高氯酸中，反应2h。使用无水乙醇清洗脱木质素的木头基体后，将脱木质素的木头基体置于真空干燥箱中进行干燥，真空干燥箱的真空度为300Pa，干燥的温度为80℃，时间为60h。
将干燥后的脱木质素的木头基体置于处理罐中，然后充满(1)中的抗菌纳米分散液，并开始加压到5MPa，在该压力下真空处理60min，直至浸入量饱和为止。解除压力，将抗菌纳米材料分散液排出后，处理罐再次抽真空至真空度为100KPa，保持1h后恢复至常压，此时即完成抗菌纳米材料在透明木头基体中的分散，形成复合材料。最后，将复合材料置于真空干燥箱中，于80℃下干燥4h，得到透明木头3。
透明木头3中锑纳米片的含量为0.02wt％，聚甲基丙烯酸甲酯的含量为35.4wt％。
实施例4
本实施例制备了透明木头4，具体过程为：
(1)将碲-硒异质结纳米管(纳米管长度＜10μm，直径＜60nm)分散于环氧树脂溶液中，制成抗菌纳米分散液，其中碲-硒异质结纳米管的浓度为0.05wt％；
(2)将2cm长，2cm宽，0.3cm厚的椴木浸泡在温度为80℃，浓度为15wt％的高氯酸中，反应2h。使用无水乙醇清洗脱木质素的木头基体后，将脱木质素的木头基体置于真空干燥箱中进行干燥，真空干燥箱的真空度为300Pa，干燥的温度为80℃，时间为60h。
将干燥后的脱木质素的木头基体置于处理罐中，然后充满(1)中的抗菌纳米分散液，并开始加压到5MPa，在该压力下真空处理60min，直至浸入量饱和为止。解除压力，将抗菌纳米材料分散液排出后，处理罐再次抽真空至真空度为100KPa，保持1h后恢复至常压，此时即完成抗菌纳米材料在透明木头基体中的分散，形成复合材料。最后，将复合材料置于真空干燥箱中，于80℃下干燥4h，得到透明木头4。
透明木头4中碲-硒异质结纳米管的含量为0.01wt％，环氧树脂的含量为40.9wt％。
对比例1
本对比例制备了透明木头a，与实施例2的区别在于，对比例1中没有加入抗菌纳米材料。具体过程为：
(1)提供聚苯乙烯溶液；
(2)将2cm长，2cm宽，0.3cm厚的柳木浸泡在温度为70℃，浓度为20wt％的双氧水中，反应5h。使用无水乙醇清洗脱木质素的木头基体后，将脱木质素的木头基体置于真空干燥箱中进行干燥，真空干燥箱的真空度为200Pa，干燥的温度为80℃，时间为40h。
将干燥后的脱木质素的木头基体置于处理罐中，然后充满(1)中的聚苯乙烯溶液，并开始加压到4MPa，在该压力下真空处理60min，直至浸入量饱和为止。解除压力，将抗菌纳米材料分散液排出后，处理罐再次抽真空至真空度为100KPa，保持1h后恢复至常压，此时即完成聚苯乙烯在透明木头基体中的分散，形成复合材料。最后，将复合材料置于真空干燥箱中，于80℃下干燥4h，得到透明木头a。
透明木头a中抗菌纳米材料的含量为0wt％，聚苯乙烯的含量为29.3wt％。由于透明木头a中没有抗菌纳米材料，因此透明木头a具有较好的透明性，但不具备明显的光热转化效果和抗菌效果。
对比例2
本对比例制备了透明木头b，与实施例2的区别在于，对比例2中加入的抗菌材料为碳黑。具体过程为：
(1)将碳黑分散于聚苯乙烯溶液中，制成抗菌分散液，其中碳黑的浓度为22.0wt％；
(2)将2cm长，2cm宽，0.3cm厚的柳木浸泡在温度为70℃，浓度为20wt％的双氧水中，反应5h。使用无水乙醇清洗脱木质素的木头基体后，将脱木质素的木头基体置于真空干燥箱中进行干燥，真空干燥箱的真空度为200Pa，干燥的温度为80℃，时间为40h。
将干燥后的脱木质素的木头基体置于处理罐中，然后充满(1)中的抗菌分散液，并开始加压到4MPa，在该压力下真空处理60min，直至浸入量饱和为止。解除压力，将抗菌纳米材料分散液排出后，处理罐再次抽真空至真空度为100KPa，保持1h后恢复至常压，此时即完成抗菌纳米材料在透明木头基体中的分散，形成复合材料。最后，将复合材料置于真空干燥箱中，于80℃下干燥4h，得到透明木头b。
透明木头b中碳黑的含量为9.85wt％，聚苯乙烯的含量为24.1wt％。透明木头b具有明显的光热转化效果和抗菌效果，但透明性较差。
试验例
本试验例测试了实施例和对比例制备的透明木头的性能。其中：
1.透明木头2、透明木头a和透明木头b的光热转化效果测试
用自然光照射实施例2制备的透明木头2、对比例1制备的透明木头a和对比例2制备的透明木头b，自然光的光密度为150mW/cm2，照射时间为5min，使用红外成像仪每隔30s测量一次透明木头2、透明木头a和透明木头b表面的温度，对测量值进行统计，结果如图2所示。图2中，对比例1由于没有加入抗菌纳米材料(MXene量子点)，使得透明木头a在自然光照射5min后，温度只上升约9℃，其光热转化效果不明显；而实施例2由于加入了抗菌纳米材料(MXene量子点)，使得透明木头2在自然光照射5min后，温度上升约25℃，其光热转化效果显著。另外，对比例2由于加入的抗菌材料为传统的碳黑，虽然也能达到明显的光热转化效果，但是需加入大量的碳黑(9.85wt％)，该添加量明显高于实施例2中抗菌纳米材料的添加量(0.03wt％)，如此高的添加量会影响透明木头的透明性。
由此可见，本发明的透明木头中添加了少量的抗菌纳米材料，不影响透明木头的透明性；且由于抗菌纳米材料具有优异的光热转化性能，在自然光照下，抗菌纳米材料可通过透明木头基体吸收大量的光能，并转化为热能，使得透明木头的光热转化效率高。
2.在有无自然光照射条件下透明木头2和透明木头a的抗菌性能测试
在对比例1制备的透明木头a(第1组)和实施例2制备的透明木头2(第2组)表面分别滴加10μL相同浓度的大肠杆菌培养液，在37℃恒温条件下培养4h，用2mL去离子水冲洗两种透明木头，收集洗涤液，将两组洗涤液分别加在2个LB平板培养基上，于37℃下培养16h，观察大肠杆菌的生长情况；另外，将洗涤透明木头2得到的洗涤液进行培养后的LB平板培养基置于自然光下照射(第3组)，光密度为150mW/cm2，照射时间为5min，结果如图3所示。
图3中，左为第一组大肠杆菌的生长情况(不进行自然光照射)，中为第2组大肠杆菌的生长情况(不进行自然光照射)，右为第3组大肠杆菌的生长情况(进行自然光照射)。结果显示，在无光照的条件下，由于透明木头a中不包含抗菌纳米材料(MXene量子点)，使得其不具有明显抗菌性能，因此对应的平板上大肠杆菌生长没有明显抑制；而透明木头2中包含抗菌纳米材料(0.03wt％的MXene量子点)，具有一定的抗菌性能，因此对应的平板上生长的大肠杆菌数少于透明木头a对应的。在自然光照射后，透明木头2对应的平板上生长的大肠杆菌数量明显减少(相对于无光照的情况)。表明自然光照射后，抗菌纳米材料可以吸收光能，转化为热能，产生热量，细菌在热条件下很难生存，即通过自然光照射明显提升了透明木头的抗菌性能。
上面对本发明实施例作了详细说明，但是本发明不限于上述实施例，在所属技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。此外，在不冲突的情况下，本发明的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

Claims (10)

1.一种透明木头，其特征在于，包括透明木头基体和分散在所述透明木头基体中的抗菌纳米材料；所述抗菌纳米材料包括MXene量子点，MXene纳米片，铋、锑、硒、碲、铋-锑异质结、碲-硒异质结的零维，一维或二维纳米材料中的至少一种。
2.根据权利要求1所述的透明木头，其特征在于，所述透明木头中的所述抗菌纳米材料的质量含量为0.01～0.1wt％。
3.根据权利要求1所述的透明木头，其特征在于，所述抗菌纳米材料的尺寸小于200nm。
4.根据权利要求1所述的透明木头，其特征在于，所述透明木头基体包括脱木质素的木头基体和分布于所述脱木质素的木头基体的孔隙结构中的高分子聚合物；优选地，所述高分子聚合物包括环氧树脂、聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯乙烯或聚乙烯醇中的至少一种。
5.一种透明木头的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：制备抗菌纳米材料分散液；
S2：将所述抗菌纳米材料分散液注入脱木质素的木头基体中，即得所述透明木头。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，步骤S1将抗菌纳米材料分散于高分子聚合物溶液中制成所述抗菌纳米材料分散液；优选地，所述高分子聚合物溶液包括环氧树脂溶液、聚甲基丙烯酸甲酯溶液、聚苯乙烯溶液或聚乙烯醇溶液中的至少一种。
7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，步骤S2需通过化学处理去除木头基体中的木质素；优选地，所述化学处理的方法，包括以下步骤：将所述木头基体置于氧化剂中，于25～80℃条件下反应1～6h；优选地，所述氧化剂包括双氧水、次氯酸钠-亚氯酸钠混合液或高氯酸中的至少一种。
8.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，步骤S2将所述抗菌纳米材料分散液注入脱木质素的木头基体中的方法，包括以下步骤：将所述脱木质素的木头基体置于充满所述抗菌纳米材料分散液的容器中，加压至2～5MPa，直至所述抗菌纳米材料分散液的浸入量饱和，再经真空处理后恢复至常压；优选地，所述真空处理的真空度为60～100KPa，时间为20～60min。
9.根据权利要求5～8任一项所述的方法，其特征在于，在制备好所述透明木头后，对所述透明木头进行自然光照射，以提升所述透明木头的抗菌性能；优选地，所述自然光的光密度为120～150mW/cm2，照射时间为2～8min。
10.一种透明家具，其特征在于，包括权利要求1～4任一项所述的透明木头或根据权利要求5～9任一项所述方法制备的透明木头。
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