Θα αντικαταστήσει το διαφανές ξύλο το γυαλί;

Το φυσικό ξύλο είναι ένας ζωτικός πόρος για τις κατασκευές και την κατασκευή επίπλων. Είναι επίσης ιδιαίτερα πολύτιμο για την ευελιξία, την ανακυκλωσιμότητα και την αισθητική του.

Ωστόσο, πολλές νέες δυνατότητες για το ξύλο αρχίζουν να αναδύονται, καθώς οι επιστήμονες επινοούν μεθόδους για τη βελτίωση των οπτικών, θερμικών, μηχανικών και ιοντικών ιδιοτήτων μεταφοράς των ξύλινων υλικών μέσω χημικών και φυσικών τροποποιήσεων στην εγγενή πορώδη δομή και τη χημική σύνθεση του ξύλου.

Για την επίτευξη αυτού του στόχου, τα τελευταία χρόνια οι ερευνητές έχουν επινοήσει καινοτόμες στρατηγικές για τη μετατροπή του ξύλου σε σχέση με τις δυνατότητές του για νέες εφαρμογές.

Επιστήμονες αναπτύσσουν διαφανές ξύλο για οθόνες smartphone και μεταμορφώνουν παράθυρα. (Ενδεικτική εικόνα: Shutterstock)

Προηγουμένως, ο Siegfried Fink δημιούργησε διαφανές ξύλο αφαιρώντας χρωστικές ουσίες από τα φυτικά κύτταρα μέσα στο ξύλο. Περιέγραψε λεπτομερώς αυτή την τεχνολογική διαδικασία σε ένα εξειδικευμένο περιοδικό που επικεντρώνεται στην τεχνολογία ξύλου το 1992.

Για πάνω από μια δεκαετία αργότερα, η δημοσίευση του Siegfried Fink του 1992 χρησίμευσε ως η κύρια πηγή ακριβών πληροφοριών σχετικά με την τεχνολογία διαφανούς ξύλου. Ένας άλλος επιστήμονας στο Βασιλικό Ινστιτούτο Τεχνολογίας KTH στη Σουηδία, ο Lars Berglund, έπεσε πάνω σε αυτήν τη δημοσίευση και τη χρησιμοποίησε για την έρευνά του.

Τώρα, μια άλλη ομάδα ερευνητών, με επικεφαλής τον επιστήμονα υλικών Liangbing Hu στο Πανεπιστήμιο του Μέριλαντ στο College Park, έχει συμμετάσχει ενεργά στην ανάπτυξη διαφανούς ξύλου μέσω τεχνικών άμεσης επεξεργασίας σε φυσικό ξύλο.

Σύμφωνα με την ερευνητική ομάδα, το ξύλο αποτελείται από πολλά μικρά, κάθετα, σωληνοειδή κύτταρα, σαν μια δέσμη από καλαμάκια δεμένα μεταξύ τους με κόλλα. Αυτά τα σωληνοειδή κύτταρα λειτουργούν για τη μεταφορά νερού και θρεπτικών συστατικών μέσα στο δέντρο.

Για να παράγουν διαφανές ξύλο, οι επιστήμονες πρέπει να τροποποιήσουν ή να αφαιρέσουν μια ουσία που ονομάζεται λιγνίνη. Στην πραγματικότητα, αυτή η ουσία συνδέει τις δέσμες των κυττάρων μεταξύ τους και δίνει στον κορμό και τα κλαδιά το γήινο καφέ χρώμα τους.

Μετά τη λεύκανση ή την αφαίρεση του χρώματος της λιγνίνης στο ξύλο, παραμένουν αδιαφανή λευκά κυτταρικά τοιχώματα. Αυτό συμβαίνει επειδή τα κυτταρικά τοιχώματα διαθλούν το φως διαφορετικά από τον αέρα μέσα στους κυτταρικούς σάκους από τους οποίους έχει αφαιρεθεί η λιγνίνη, γεγονός που δίνει στο ξύλο το χρώμα του.

Για να επιτευχθεί διαφάνεια, αυτές οι θήκες αέρα από ξύλινες κυψέλες πρέπει να γεμιστούν με ένα υλικό όπως η εποξειδική ρητίνη, η οποία κάμπτει το φως, επιτρέποντας στο ξύλο να είναι ορατό μέσα από αυτό. Το τελικό προϊόν, αυτό το διαφανές ξύλο, επιτρέπει τη διέλευση πάνω από 85% του φωτός. Μπορεί να συλλάβει το ηλιακό φως χωρίς θάμβωση, εξοικονομώντας ενέργεια και παρέχοντας πιο άνετο φωτισμό εσωτερικού χώρου.

Το διαφανές ξύλο διαθέτει επίσης ισχυρή μηχανική ακεραιότητα, αντιμετωπίζοντας ζητήματα ασφαλείας που συχνά σχετίζονται με τα γυάλινα υλικά. Επιπλέον, το διαφανές ξύλο υπερτερεί του γυαλιού όσον αφορά τη θερμομόνωση, βοηθώντας ενδεχομένως τα κτίρια να απομακρύνουν τη θερμότητα.

Στην εργασία τους, η ερευνητική ομάδα του Liangbing Hu χρησιμοποίησε πολυβινυλική αλκοόλη (PVA), ένα πολυμερές που βρίσκεται συνήθως σε κόλλες και συσκευασίες τροφίμων, για να εγχύσει επεξεργασμένα ξύλινα κύτταρα. Αυτό είχε ως αποτέλεσμα διαφανές ξύλο με θερμική αγωγιμότητα πέντε φορές χαμηλότερη από αυτή του γυαλιού.

Ο Λαρς Μπέργκλουντ και η ερευνητική του ομάδα στο Βασιλικό Ινστιτούτο Τεχνολογίας KTH στη Σουηδία ανακάλυψαν επίσης έναν τρόπο αναπαραγωγής της λειτουργικότητας των έξυπνων παραθύρων κατασκευασμένων από διαφανές ξύλινο υλικό. Αυτή η τεχνολογία μπορεί να εναλλάσσεται μεταξύ διαφανούς και φιμέ κατάστασης για τον έλεγχο της ορατότητας ή την παρεμπόδιση του ηλιακού φωτός.

Η μέθοδός τους περιλαμβάνει την τοποθέτηση σε στρώσεις ενός ηλεκτροχρωμικού πολυμερούς ικανού να αλλάζει χρώμα μέσω ηλεκτρικού ρεύματος, τοποθετημένου ανάμεσα σε στρώσεις διαφανούς ξύλου επικαλυμμένου με ηλεκτροχρωμικό πολυμερές για αγωγιμότητα.

Σύμφωνα με ορισμένες εκτιμήσεις, καθώς η τεχνολογία προχωρά, τα διαφανή ξύλινα υλικά θα γίνουν πιο ευέλικτα, πιο διαφανή και πιο βιώσιμα, οδηγώντας ενδεχομένως σε εφαρμογές σε όλα, από εξαιρετικά ανθεκτικές οθόνες smartphone έως συσκευές φωτισμού.

ΧΟΥΙΝ ΝΤΑΝΓΚ (Πηγή: Interestingengineering)

Πηγή: https://vtc.vn/go-trong-suot-se-thay-the-thuy-tinh-ar840452.html