האם עץ שקוף יחליף זכוכית?

עץ טבעי הוא משאב חיוני לבנייה וייצור רהיטים. הוא מוערך מאוד גם בזכות הרבגוניות שלו, יכולת המחזור שלו ומראהו האסתטי.

עם זאת, פוטנציאלים חדשים רבים מתחילים לצוץ עבור עץ, כאשר מדענים מפתחים שיטות לכוונון מדויק של תכונות ההובלה האופטיות, התרמיות, המכניות והיוניות של חומרי עץ באמצעות שינויים כימיים ופיזיקליים במבנה הנקבובי ובהרכב הכימי הטבועים בעץ.

כדי להשיג מטרה זו, בשנים האחרונות פיתחו חוקרים אסטרטגיות חדשניות לשינוי פוטנציאל העץ ליישומים חדשים.

מדענים פיתחו עץ שקוף למסכי סמארטפונים ולחלונות הניתנים לשינוי צורה. (תמונה להמחשה: Shutterstock)

בעבר, זיגפריד פינק יצר עץ שקוף על ידי הסרת פיגמנטים מתאי צמחים בתוך העץ. הוא פירט את התהליך הטכנולוגי הזה בכתב עת מיוחד שהתמקד בטכנולוגיית עץ בשנת 1992.

במשך למעלה מעשור לאחר מכן, פרסומו של זיגפריד פינק משנת 1992 שימש כמקור העיקרי למידע מדויק על טכנולוגיית עץ שקוף. מדען אחר במכון המלכותי לטכנולוגיה KTH בשוודיה, לארס ברגלנד, נתקל במקרה בפרסום זה והשתמש בו למחקרו.

כעת, קבוצת חוקרים נוספת, בראשות מדען החומרים ליאנגבינג הו מאוניברסיטת מרילנד בקולג' פארק, מעורבת באופן פעיל בפיתוח עץ שקוף באמצעות טכניקות עיבוד ישירות על עץ טבעי.

על פי צוות המחקר, עץ מורכב מתאים צינוריים קטנים, אנכיים רבים, כמו צרור קש הקשורים יחד בדבק. תאים צינוריים אלה מתפקדים להובלת מים וחומרים מזינים בתוך העץ.

כדי לייצר עץ שקוף, מדענים צריכים לשנות או להסיר חומר הנקרא ליגנין. למעשה, חומר זה גם קושר את צרורות התאים יחד וגם נותן לגזע ולענפים את צבעם החום-אדמתי.

לאחר הלבנה או הסרת צבע הליגנין בעץ, נותרות דפנות תא לבנות אטומות. הסיבה לכך היא שדפנות התא שוברות אור בצורה שונה מהאוויר בתוך שקי התאים שמהם הוסר הליגנין, מה שנותן לעץ את צבעו.

כדי להשיג שקיפות, יש למלא את כיסי האוויר של תאי העץ בחומר כגון שרף אפוקסי, אשר מכופף אור ומאפשר לראות את העץ דרכו. המוצר המוגמר, עץ שקוף זה, מאפשר ליותר מ-85% מהאור לעבור דרכו. הוא יכול ללכוד את אור השמש ללא סנוור, לחסוך באנרגיה ולספק תאורה פנימית נוחה יותר.

לעץ שקוף יש גם שלמות מכנית חזקה, דבר המטפל בחששות בטיחותיים הקשורים לעיתים קרובות לחומרי זכוכית. יתר על כן, עץ שקוף עולה על ביצועיו של זכוכית מבחינת בידוד תרמי, דבר שעשוי לסייע לבניינים לדחוף חום החוצה.

בעבודתם, צוות המחקר של ליאנגבינג הו השתמש בפוליוויניל אלכוהול (PVA), פולימר הנמצא בדרך כלל בדבקים ובאריזות מזון, כדי להחדיר תאי עץ מטופלים. כתוצאה מכך נוצר עץ שקוף בעל מוליכות תרמית נמוכה פי חמישה מזו של זכוכית.

לארס ברגלנד וצוות המחקר שלו במכון המלכותי לטכנולוגיה KTH בשוודיה גילו גם דרך לשכפל את הפונקציונליות של חלונות חכמים העשויים מחומר עץ שקוף. טכנולוגיה זו יכולה לעבור בין מצב שקוף למצב כהה כדי לשלוט בנראות או לחסום את אור השמש.

השיטה שלהם כוללת שכבות של פולימר אלקטרוכרומי המסוגל לשנות צבע באמצעות זרם חשמלי, המונח בין שכבות של עץ שקוף מצופה בפולימר אלקטרוכרומי למוליכות.

על פי הערכות מסוימות, ככל שהטכנולוגיה מתקדמת, חומרי עץ שקופים יהפכו למגוונים יותר, שקופים יותר וברי קיימא יותר, מה שעשוי להוביל ליישומים בכל דבר, החל ממסכי סמארטפונים עמידים במיוחד ועד למכשירי תאורה.

הויינה דאנג (מקור: Interestingengineering)

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