Jak zrobić przezroczyste drewno? Jest sposób

mista
23.05.2016 17:02

twitter

Naukowcy opracowali nowatorską technologię masowej produkcji przezroczystego drewna i prześcigają się w wynajdywaniu kolejnych zastosowań dla innowacyjnego materiału
Dla chemika drewno to głównie węgiel (ok. 50 proc. zawartości) i tlen (ok.44 proc.), a dodatkowo wodór (ok. 6 proc.) oraz azot i różnego rodzaju związki mineralne (w sumie stanowiące niecały 1 proc. zawartości). Pierwiastki chemiczne wchodzące w skład drewna tworzą jednak związki organiczne. Głównie celulozę, ligninę i hemicelulozy, które w sumie stanowią ok. 90-95 proc. drewna (reszta to żywice, gumy, garbniki, czy olejki eteryczne). Patrząc na drewno z tej perspektywy, głównym związkiem organicznym wchodzącym w jego skład - tuż po celulozie (stanowi ok. połowy składu) - jest wspomniana lignina (25-30 proc.).

I to właśnie tej substancji w pierwszej kolejności postanowili się pozbyć naukowcy by stworzyć transparentne drewno.

O co chodzi z tą ligniną?

Lignina - inaczej "drzewnik" - to w praktyce nic innego jak lepiszcze szkieletu ścian komórkowych drewna. Wiąże się z celulozą nadając ścianom komórkowym drewna twardość i sztywność. Sama lignina po podgrzaniu staje się plastyczna, a następnie po schłodzeniu - twardnieje. Dzięki tej właściwości wykorzystuje się ją do "zlepiania" różnego rodzaju płyt wiórowych, trocinowych, czy pilśniowych.

Nie trudno odgadnąć, że gdyby z drewna wyeliminować ligninę, substancja drzewna stałaby się bardziej elastyczna i miękka. Takim właśnie procedurom poddawane jest drewno na przykład w trakcie procesu produkcji papieru.

Pozbawiony ligniny papier jest biały, bo taką barwę uzyskuje drewno gdy usuwa się z niego ligninę. I taką barwę uzyskali badacze z Uniwersytetu w Maryland "gotując" kawałki drewna w specjalnym roztworze eliminującym naszą ligninę.

Jak z "białego" drewna zrobić przezroczyste?

To był dopiero pierwszy krok zamiany drewna w przezroczyste sztabki. Dzieła dopełniło nasączenie ich epoksydem. Dzięki tej procedurze materiał stał się nie tylko transparentny, bo dodatkowo - co odkryli badacze - znacząco zwiększyła się jego wytrzymałość. Z testów przeprowadzonych przez naukowców wynika, że stworzony w ten sposób materiał jest 2-krotnie twardszy i wytrzymalszy od szkła akrylowego, popularnie nazywanego pleksiglas.

Jakby tego było mało tak otrzymany materiał wciąż był świetnym izolatorem (lepszym od szkła), a równocześnie uzyskane dla niego wskaźniki biodegradowalności świadczą, że lepiej rozkłada się od plastiku.

Huty szkła zanieczyszczają środowisko i pożerają mnóstwo energii

Według badaczy nowa substancja może w przyszłości znaleźć sporo zastosowań. Współautor badań - dr. Mingwei Zhu z Uniwersytetu w Maryland - wskazuje, że - po wprowadzeniu dodatkowych "poprawek" - będzie się świetnie nadawać do wytwarzania szyb domowych, a nawet stanowić świetny materiał do produkcji szyb samochodowych i paneli słonecznych.

- Można tego używać jako materiał budowlany o unikalnych właściwościach - dodaje dr. Mingwei Zhu, a szczegółowe wyniki badań zostały właśnie opublikowane z czasopiśmie "Advanced Materials".

Według badaczy może w przyszłości być masowo używanym materiałem przy produkcji półprzezroczystych elementów domów zwiększając ilość naturalnego światła wewnątrz. Za jego zastosowaniem przemawiają również niskie koszty produkcji w porównaniu z konkurencyjnymi materiałami, a także fakt, że sam proces jego wytwarzania jest mniej uciążliwy dla środowiska i mniej energochłonny niż procedury w hutach szkła.

Kilka miesięcy temu podobnym "wynalazkiem" chwalili się badacze z Królewskiego Instytutu Technologicznego w Sztokholmie.

Jednak badania naukowców Uniwersytetu w Maryland są o tyle przełomowe, że badacze zaproponowali dość prostą technikę wytwarzania materiału, które ma umożliwiać jego masową produkcję.

Zobacz także
  • Podziel się