Az átlátszó fa helyettesítheti az üveget?

[hirdetés_1]

A természetes fa létfontosságú erőforrás az építőiparban és a bútorgyártásban. Sokoldalúsága, újrahasznosíthatósága és esztétikai megjelenése miatt is nagyra értékelik.

A faanyag számos új felhasználási lehetősége azonban kezd felszínre kerülni, mivel a tudósok olyan módszereket dolgoznak ki, amelyekkel finomhangolhatják a faanyagok optikai, termikus, mechanikai és iontranszport tulajdonságait a faanyag inherens porózus szerkezetének és kémiai összetételének kémiai és fizikai módosításai révén.

E cél elérése érdekében a kutatók az elmúlt években innovatív stratégiákat dolgoztak ki a fa átalakítására az új alkalmazások lehetőségeihez viszonyítva.

Tudósok átlátszó fát fejlesztettek ki okostelefonok képernyőihez és átalakítható ablakokhoz. (Személyes kép: Shutterstock)

Korábban Siegfried Fink átlátszó fát készített a fa növényi sejtjeiből pigmentek eltávolításával. Ezt a technológiai folyamatot egy 1992-ben megjelent, faipari technológiával foglalkozó szakfolyóiratban részletesen ismertette.

Több mint egy évtizeden át Siegfried Fink 1992-es publikációja szolgált az átlátszó fa technológiával kapcsolatos pontos információk elsődleges forrásaként. Egy másik tudós a svéd Királyi Műszaki Intézetben, Lars Berglund, véletlenül rábukkant erre a publikációra, és felhasználta kutatásaihoz.

Most egy másik kutatócsoport, amelyet a Marylandi Egyetem College Park-i anyagtudósa, Liangbing Hu vezet, aktívan részt vesz az átlátszó faanyag fejlesztésében közvetlen feldolgozási technikák segítségével természetes fán.

A kutatócsoport szerint a fa számos apró, függőleges, csőszerű sejtből áll, mint egy ragasztóval összekötött szalmaszál-köteg. Ezek a csőszerű sejtek a víz és a tápanyagok fán belüli szállítását végzik.

Az átlátszó fa előállításához a tudósoknak módosítaniuk vagy el kell távolítaniuk egy lignin nevű anyagot. Valójában ez az anyag köti össze a sejtkötegeket, és adja a törzsnek és az ágaknak földbarna színüket.

A fa ligninjének fehérítése vagy színének eltávolítása után átlátszatlan fehér sejtfalak maradnak vissza. Ez azért van, mert a sejtfalak másképp törik meg a fényt, mint a lignint eltávolító sejtzsákokban lévő levegő, ami a fa színét adja.

Az átlátszóság eléréséhez ezeket a fa cellás légpárnákat olyan anyaggal kell kitölteni, mint az epoxigyanta, amely meghajlítja a fényt, lehetővé téve, hogy a fa átlátsszon rajta. A késztermék, ez az átlátszó fa a fény több mint 85%-át átengedi. Képes vakítás nélkül befogni a napfényt, így energiát takarít meg, és kényelmesebb beltéri világítást biztosít.

Az átlátszó fa erős mechanikai integritással is rendelkezik, ami megoldást kínál az üveganyagokkal gyakran összefüggő biztonsági aggályokra. Továbbá az átlátszó fa hőszigetelés szempontjából felülmúlja az üveget, ami potenciálisan segítheti az épületeket a hő elvezetésében.

Liangbing Hu kutatócsoportja munkájuk során polivinil-alkoholt (PVA) – egy olyan polimert, amely gyakran megtalálható ragasztókban és élelmiszer-csomagolóanyagokban – használt a kezelt fa celláinak beinjekciózására. Ennek eredményeként átlátszó fát kaptak, amelynek hővezető képessége ötször alacsonyabb, mint az üvegé.

Lars Berglund és kutatócsoportja a svéd Királyi Műszaki Intézetben (KTH) felfedezett egy módszert az átlátszó faanyagból készült intelligens ablakok funkcionalitásának lemásolására. Ez a technológia képes átváltani az átlátszó és a színezett állapot között a láthatóság szabályozása vagy a napfény blokkolása érdekében.

A módszerük magában foglalja egy elektrokróm polimer rétegezését, amely képes színt változtatni elektromos áram segítségével, és amelyet átlátszó fa rétegek közé helyeznek, amelyeket elektrokróm polimerrel vonnak be a vezetőképesség érdekében.

Egyes becslések szerint a technológia fejlődésével az átlátszó faanyagok sokoldalúbbá, átláthatóbbá és fenntarthatóbbá válnak, ami potenciálisan alkalmazási lehetőségeket kínál majd mindenben, az ultratartós okostelefon-képernyőktől a világítóeszközökig.

HUYNH DUNG (Forrás: Interestingengineering)

[hirdetés_2]
Forrás