Va înlocui lemnul transparent sticla?

Lemnul natural este o resursă vitală pentru construcții și fabricarea mobilei. De asemenea, este foarte apreciat pentru versatilitatea, reciclabilitatea și aspectul estetic.

Cu toate acestea, multe noi potențiale pentru lemn încep să apară, pe măsură ce oamenii de știință concep metode de reglare fină a proprietăților optice, termice, mecanice și de transport ionic ale materialelor lemnoase prin modificări chimice și fizice ale structurii poroase inerente și compoziției chimice a lemnului.

Pentru a atinge acest obiectiv, în ultimii ani cercetătorii au conceput strategii inovatoare de transformare a lemnului în raport cu potențialul său pentru noi aplicații.

Oamenii de știință dezvoltă lemn transparent pentru ecranele smartphone-urilor și transformarea ferestrelor. (Imagine ilustrativă: Shutterstock)

Anterior, Siegfried Fink a creat lemn transparent prin îndepărtarea pigmenților din celulele plantelor din lemn. El a detaliat acest proces tehnologic într-o revistă specializată axată pe tehnologia lemnului în 1992.

Timp de peste un deceniu după aceea, publicația lui Siegfried Fink din 1992 a servit drept sursă principală de informații precise despre tehnologia lemnului transparent. Un alt om de știință de la Institutul Regal de Tehnologie KTH din Suedia, Lars Berglund, a dat peste această publicație și a folosit-o pentru cercetările sale.

Acum, un alt grup de cercetători, condus de omul de știință în domeniul materialelor Liangbing Hu de la Universitatea din Maryland, College Park, s-a implicat activ în dezvoltarea lemnului transparent prin tehnici de prelucrare directă a lemnului natural.

Potrivit echipei de cercetare, lemnul este alcătuit din multe celule tubulare mici, verticale, ca un mănunchi de paie legate între ele cu lipici. Aceste celule tubulare au rolul de a transporta apa și nutrienții în interiorul copacului.

Pentru a produce lemn transparent, oamenii de știință trebuie să modifice sau să elimine o substanță numită lignină. De fapt, această substanță leagă fasciculele celulare și conferă trunchiului și ramurilor culoarea lor maro pământie.

După decolorarea sau îndepărtarea culorii ligninei din lemn, pereții celulari albi și opaci rămân. Acest lucru se datorează faptului că pereții celulari refractă lumina diferit față de aerul din interiorul sacilor celulari din care s-a îndepărtat lignina, ceea ce conferă lemnului culoarea sa.

Pentru a obține transparența, aceste pungi de aer din celulele de lemn trebuie umplute cu un material precum rășina epoxidică, care curbează lumina, permițând lemnului să fie văzut prin ele. Produsul finit, acest lemn transparent, permite trecerea a peste 85% din lumină. Poate capta lumina soarelui fără strălucire, economisind energie și oferind o iluminare interioară mai confortabilă.

Lemnul transparent posedă, de asemenea, o integritate mecanică puternică, ceea ce răspunde preocupărilor legate de siguranță asociate adesea cu materialele din sticlă. În plus, lemnul transparent depășește sticla în ceea ce privește izolația termică, ajutând potențial clădirile să îndepărteze căldura.

În lucrarea lor, echipa de cercetare a lui Liangbing Hu a folosit alcool polivinilic (PVA), un polimer întâlnit frecvent în adezivi și ambalaje alimentare, pentru a infuza celule de lemn tratat. Acest lucru a dus la obținerea unui lemn transparent cu o conductivitate termică de cinci ori mai mică decât cea a sticlei.

Lars Berglund și echipa sa de cercetare de la Institutul Regal de Tehnologie KTH din Suedia au descoperit, de asemenea, o modalitate de a reproduce funcționalitatea ferestrelor inteligente fabricate din lemn transparent. Această tehnologie poate comuta între starea transparentă și cea colorată pentru a controla vizibilitatea sau a bloca lumina soarelui.

Metoda lor implică stratificarea unui polimer electrocromic capabil să își schimbe culoarea prin intermediul unui curent electric, plasat între straturi de lemn transparent acoperite cu un polimer electrocromic pentru conductivitate.

Conform unor evaluări, pe măsură ce tehnologia avansează, materialele din lemn transparent vor deveni mai versatile, mai transparente și mai sustenabile, ceea ce ar putea duce la aplicații în diverse domenii, de la ecrane de smartphone-uri ultra-durabile până la dispozitive de iluminat.

HUYNH DUNG (Sursa: Interestingengineering)

Sursă