Vil gjennomsiktig tre erstatte glass?

[annonse_1]

Naturtre er en viktig ressurs for konstruksjon og møbelproduksjon. Det er også høyt verdsatt for sin allsidighet, resirkulerbarhet og estetiske appell.

Imidlertid begynner mange nye potensialer for tre å dukke opp etter hvert som forskere utvikler metoder for å finjustere de optiske, termiske, mekaniske og ioniske transportegenskapene til trematerialer gjennom kjemiske og fysiske modifikasjoner av den iboende porøse strukturen og kjemiske sammensetningen av tre.

For å nå dette målet har forskere de siste årene utviklet innovative strategier for å transformere trevirke med tanke på potensialet for nye bruksområder.

Forskere utvikler gjennomsiktig treverk til smarttelefonskjermer og transformerende vinduer. (Illustrasjonsbilde: Shutterstock)

Tidligere skapte Siegfried Fink gjennomsiktig tre ved å fjerne pigmenter fra planteceller i treverket. Han beskrev denne teknologiske prosessen i detalj i et spesialisert tidsskrift med fokus på treteknologi i 1992.

I over et tiår etterpå fungerte Siegfried Finks publikasjon fra 1992 som den primære kilden til nøyaktig informasjon om transparent treteknologi. En annen forsker ved Kungliga Tekniska Högskolan i Sverige, Lars Berglund, snublet over denne publikasjonen og brukte den i forskningen sin.

Nå har en annen gruppe forskere, ledet av materialforsker Liangbing Hu ved University of Maryland i College Park, vært aktivt involvert i å utvikle gjennomsiktig treverk gjennom direkte bearbeidingsteknikker på naturlig treverk.

Ifølge forskerteamet består tre av mange små, vertikale, rørformede celler, som en bunt med sugerør bundet sammen med lim. Disse rørformede cellene fungerer som transportør av vann og næringsstoffer inne i treet.

For å produsere gjennomsiktig tre må forskere modifisere eller fjerne et stoff som kalles lignin. Faktisk binder dette stoffet cellebuntene sammen og gir stammen og grenene den jordbrune fargen.

Etter bleking eller fjerning av fargen på ligninet i treverket, gjenstår ugjennomsiktige hvite cellevegger. Dette er fordi celleveggene bryter lyset annerledes enn luften inne i cellesekkene som har fått ligninet fjernet, noe som gir treverket fargen.

For å oppnå gjennomsiktighet må disse luftlommene i trecellene fylles med et materiale som epoksyharpiks, som bøyer lyset slik at treverket kan sees gjennom. Det ferdige produktet, dette gjennomsiktige treverket, slipper gjennom over 85 % av lyset. Det kan fange sollys uten å blendinge, noe som sparer energi og gir mer komfortabel innendørsbelysning.

Gjennomsiktig tre har også sterk mekanisk integritet, noe som imøtekommer sikkerhetsproblemer som ofte er forbundet med glassmaterialer. Videre overgår gjennomsiktig tre glass når det gjelder varmeisolasjon, noe som potensielt kan hjelpe bygninger med å lede bort varme.

I arbeidet sitt brukte Liangbing Hus forskerteam polyvinylalkohol (PVA), en polymer som ofte finnes i lim og matemballasje, for å injisere behandlede treceller. Dette resulterte i gjennomsiktig tre med en varmeledningsevne som er fem ganger lavere enn glass.

Lars Berglund og forskerteamet hans ved Kungliga Tekniska Högskolan i Sverige har også oppdaget en måte å gjenskape funksjonaliteten til smarte vinduer laget av gjennomsiktig tremateriale. Denne teknologien kan veksle mellom gjennomsiktig og tonet tilstand for å kontrollere sikten eller blokkere sollys.

Metoden deres innebærer å legge en elektrokrom polymer som er i stand til å endre farge via en elektrisk strøm, lagvis mellom lag av gjennomsiktig treverk belagt med en elektrokrom polymer for konduktivitet.

Ifølge noen vurderinger vil transparente trematerialer bli mer allsidige, mer transparente og mer bærekraftige etter hvert som teknologien utvikler seg, noe som potensielt kan føre til bruksområder i alt fra ultra-slitesterke smarttelefonskjermer til belysningsenheter.

HUYNH DUNG (Kilde: Interestingengineering)

[annonse_2]
Kilde