Nahradí průhledné dřevo sklo?

Přírodní dřevo je životně důležitým zdrojem pro stavebnictví a výrobu nábytku. Je také vysoce ceněno pro svou všestrannost, recyklovatelnost a estetickou přitažlivost.

Nicméně se začíná objevovat mnoho nových potenciálů dřeva, protože vědci navrhují metody pro jemné doladění optických, tepelných, mechanických a iontových transportních vlastností dřevěných materiálů prostřednictvím chemických a fyzikálních modifikací inherentní porézní struktury a chemického složení dřeva.

Aby se tohoto cíle dosáhlo, vědci v posledních letech vymysleli inovativní strategie pro transformaci dřeva s ohledem na jeho potenciál pro nové aplikace.

Vědci vyvíjejí průhledné dřevo pro obrazovky chytrých telefonů a transformační okna. (Ilustrační obrázek: Shutterstock)

Siegfried Fink dříve vytvořil průhledné dřevo odstraněním pigmentů z rostlinných buněk uvnitř dřeva. Tento technologický postup podrobně popsal ve specializovaném časopise zaměřeném na technologie zpracování dřeva v roce 1992.

Po více než deset let poté sloužila publikace Siegfrieda Finka z roku 1992 jako hlavní zdroj přesných informací o technologii transparentního dřeva. Na tuto publikaci náhodou narazil i Lars Berglund z Královského technologického institutu KTH ve Švédsku a použil ji pro svůj výzkum.

Nyní se další skupina výzkumníků, vedená materiálovým vědcem Liangbingem Huem z University of Maryland v College Parku, aktivně podílí na vývoji průhledného dřeva pomocí technik přímého zpracování přírodního dřeva.

Podle výzkumného týmu se dřevo skládá z mnoha malých, svislých, trubkovitých buněk, které připomínají svazek brček svázaných lepidlem. Tyto trubkovité buňky slouží k transportu vody a živin uvnitř stromu.

Aby vědci dosáhli průhledného dřeva, musí modifikovat nebo odstranit látku zvanou lignin. Tato látka ve skutečnosti spojuje svazky buněk a zároveň dodává kmenu a větvím jejich zemitě hnědou barvu.

Po vybělení nebo odstranění barvy ligninu ve dřevě zůstávají neprůhledné bílé buněčné stěny. Je to proto, že buněčné stěny lámou světlo jinak než vzduch uvnitř buněčných vaků, ze kterých byl lignin odstraněn, což dává dřevu jeho barvu.

Aby se dosáhlo průhlednosti, musí být tyto vzduchové kapsy v dřevěných buňkách vyplněny materiálem, jako je epoxidová pryskyřice, která láme světlo a umožňuje tak prosvítat dřevem. Hotový produkt, toto průhledné dřevo, propouští více než 85 % světla. Dokáže zachytit sluneční světlo bez oslnění, čímž šetří energii a poskytuje příjemnější vnitřní osvětlení.

Průhledné dřevo má také silnou mechanickou integritu, což řeší bezpečnostní problémy často spojené se skleněnými materiály. Průhledné dřevo navíc překonává sklo z hlediska tepelné izolace, což potenciálně pomáhá budovám odvádět teplo.

Výzkumný tým Liangbing Hu ve své práci použil polyvinylalkohol (PVA), polymer běžně se vyskytující v lepidlech a obalech na potraviny, k naplnění ošetřených dřevěných buněk. Výsledkem bylo průhledné dřevo s tepelnou vodivostí pětkrát nižší než u skla.

Lars Berglund a jeho výzkumný tým z Královského technologického institutu KTH ve Švédsku také objevili způsob, jak replikovat funkčnost chytrých oken vyrobených z průhledného dřevěného materiálu. Tato technologie dokáže přepínat mezi průhledným a tónovaným stavem, aby řídila viditelnost nebo blokovala sluneční světlo.

Jejich metoda spočívá v nanášení elektrochromického polymeru schopného měnit barvu elektrickým proudem, umístěného mezi vrstvy průhledného dřeva potaženého elektrochromickým polymerem pro zajištění vodivosti.

Podle některých odhadů se s technologickým pokrokem stanou průhledné dřevěné materiály všestrannějšími, průhlednějšími a udržitelnějšími, což by mohlo vést k jejich uplatnění ve všem od ultraodolných obrazovek chytrých telefonů až po osvětlovací zařízení.

HUYNH DUNG (Zdroj: Interestingengineering)

Zdroj