През последните години учените експериментират с направата на прозрачна дървесина. Създаването ѝ и запазването на високите ѝ механични свойства би осигурило добра алтернатива на стъклото от устойчив и възобновяем източник. Дървесината от друга страна е силен изолатор, но не е прозрачна. Поне не беше досега.
Дървесината е материал, който хората използват в продължение на милиони години за строителството на жилища, транспортни средства, кораби, а и като гориво. Тя се явява възобновяем източник и един от начините за ограничаване на излишния въглероден диоксид от земната атмосфера.
Днес производството на основния компонент на дървесината – целулозата – е 20 пъти по-голямо от това на стоманата.
Въпреки че има много приложения, има едно, за което едва ли бихте използвали дървесината и това е направата на прозорци. Вместо това разчитаме на стъклото и плексигласа, които са прозрачни и когато се втвърдят, могат да дадат структурна опора.
Основният проблем е, че сградите губят много топлина през стъклото и въпреки че пропуснатата през прозрачния материал светлина може и да донесе топлина, стъклото не е добър изолатор. Ето защо се нуждаем от двоен стъклопакет.
Не за първи път се правят опити в тази посока, но предишните методи са били силно енергоемки и при тях са използвани много вредни химикали. Ново проучване показва начин да се направи прозрачна дървесина, без да се използват огромни количества енергия в процеса
Да виждаш през дърво
Липсата на прозрачност на дървесината се дължи на двата ѝ основни компонента – целулоза и лигнин. Лигнинът абсорбира светлината, а наличието на хромофори (светлинно активирани съединения) в материала му придава кафеникав цвят. Влакната в дървесината, които се състоят главно от целулоза, са кухи тръбни образувания. Въздухът в тези кухи тръби разсейва светлината, което допълнително намалява прозрачността на материала.
Предишните експерименти включвали премахване на лигнина напълно от структурата и го заменяли със смола. Отстраняването на лигнин изисква използването на много вредни за околната среда химикали и значително намалява механичните свойства на материала, като го прави по-слаб.
Ново проучване, проведено от изследователи от Университета на Мериленд, демонстрира как да се направи прозрачна дървесина с помощта на прост химикал – водороден пероксид, често използван за изрусяване на косата. Този химикал модифицира хромофорите, променяйки тяхната структура, така че те вече не действат, за да абсорбират светлината и да оцветяват дървесината.
Химикалът може да се нанесе върху материала и след това да се активира с помощта на светлина. Химичната реакция на дървесината с водороден пероксид е добре известна. Тя е в основата при избелване на дървесна маса, използвана за производството на хартия – една от причините хартията да е снежнобяла.
Другата причина хартията да е бяла, е, защото порите в нейната структура разпръскват светлина точно както кухите целулозни влакна в дървесината. Запълването на тези влакна със смола намалява това разсейване, позволявайки на светлината да преминава през дървесината и да я прави прозрачна, като същевременно запазва първоначалните си механични свойства.
Този подход може да се приложи и към големи парчета материал, което води до производство на прозрачни строителни материали и предлага реален потенциал като заместител на стъкло. Тъй като химикалът се нанася върху дървесината, съществуват възможности за добавяне и на декоративни ефекти към материала.
За оптимизиране на реакцията с дървесина и включването ѝ в индустриално автоматизиран процес е необходимо да се извърши още допълнителна работа. Но е съвсем реалистично един ден да можем да заменим прозорците си вкъщи с дървени
Източник: СПИСАНИЕ ДМТ
