A fost creat lemnul transparent, care ar putea înlocui sticla din ferestre

Lemnul este o resursă folosită de oameni dintotdeauna, fie drept combustibil, fie ca material pentru construirea de locuințe, mobilier sau ambarcațiuni, de exemplu.

Astăzi, componenta principală a lemnului – celuloza – este cel mai utilizat material la nivel global, iar cantitatea de celuloză folosită anual în întreaga lume o depășește de 20 de ori pe cea a oțelului.

Vas din lemn
Egiptenii antici foloseau lemnul pentru a construi mari ambarcațiuni. În imagine este nava lui Keops, o ambarcațiune descoperită intactă într-un puț situat la baza Marii Piramide din Gizeh. Astăzi, nava se află la Muzeul Bărcii Solare din Gizeh. Foto: Wikimedia

Deși folosim intensiv lemnul în construcții, pentru fabricarea de ferestre folosim în principal sticlă și plastic, din motive evidente. Aceste materiale sunt transparente și, dacă sunt ranforsate, pot fi elemente de susținere în structura clădirii.

Dar clădirile pierd o cantitate mare de căldură prin sticlă și, cu toate că lumina poate încălzi oarecum încăperile trecând prin acest material, sticla nu este un bun izolator. De aceea, avem nevoie de geamuri termopan.

Pe de altă parte, lemnul este un izolator excelent, dar nu este transparent. Cel puțin, nu de obicei. Recent, însă, oamenii de știință au descoperit un procedeu prin care pot produce lemn transparent, astfel că în viitor casele ar putea fi dotate cu ferestre produse din acest material.

Încercările eșuate de a produce lemn transparent

Fereastra
Deși este transparentă, sticla nu este un bun izolator. Foto: Pinterest

O bucată de lemn transparent și cu aceleași proprietăți izolatoare ar fi o alternativă excelentă la sticlă. În ultimele decenii, oamenii de știință au făcut mai multe încercări de a obține lemn transparent, potrivit lui Steve Eichhorn, profesor de inginerie și știința materialelor la Universitatea din Bristol.

Însă metodele dezvoltate anterior consumau foarte multă energie și implicau folosirea de substanțe chimice nocive. Acum, un nou studiu, publicat în revista Science Advances în ianuarie 2021, detaliază o modalitate de a produce lemn transparent fără a utiliza cantități mari de energie.

Lipsa de transparență a lemnului este dată de combinația dintre cele două componente principale ale sale, celuloza și lignina. Lignina absoarbe lumina, iar prezența cromoforilor (grupuri de atomi prezenți în moleculele unei substanțe organice) îi conferă lemnului culoarea maro.

Lemn la microscop
Așa arată o bucată de lemn văzută la microscop. Foto: Universitatea Harvard

Fibrele de lemn, care cuprind în principal celuloză, sunt structuri tubulare. Aerul din aceste tuburi goale împrăștie lumina, reducând și mai mult transparența materialului.

Încercările de până acum de a face lemnul transparent presupuneau îndepărtarea totală a ligninei din structură și înlocuirea acesteia cu o rășină.

Dar îndepărtarea ligninei necesită utilizarea multor substanțe chimice dăunătoare mediului și, de asemenea, reduce considerabil proprietățile mecanice ale materialului, făcându-l mai puțin rezistent.

Cum se produce lemnul transparent

Procedeu
În prima imagine, un cercetător aplică peroxid de hidrogen pe trei bucăți de lemn. După o oră, lemnul a devenit alb. Foto: Universitatea din Maryland

Însă noul studiu, realizat de cercetătorii de la Universitatea din Maryland, demonstrează că lemnul poate fi transformat într-un material transparent folosind o substanță chimică folosită în general pentru decolorarea părului: peroxidul de hidrogen.

Această substanță chimică modifică cromoforii. Le schimbă structura, astfel încât să nu mai absoarbă lumina și să nu mai dea culoare lemnului.

Peroxidul de hidrogen poate fi aplicat pe lemn folosind o pensulă, iar apoi poate fi activat cu ajutorul luminii, pentru a produce un material alb strălucitor.

Lemn transparent
Un cercetător ține în mână o bucată de lemn transparent. Foto: USDA Forest Service

De altfel, peroxidul de hidrogen este folosit de mult timp în industria celulozei, pentru albirea pastei de lemn folosite la fabricarea hârtiei. Acesta este motivul pentru care hârtia este (de cele mai multe ori) albă.

Celălalt motiv pentru care hârtia este albă este faptul că porii sau găurile din structura sa împrăștie lumina, la fel ca fibrele de celuloză goale din lemn.

Umplerea acestor fibre cu rășină reduce acest efect și permite luminii să treacă prin lemn. Astfel, lemnul devine transparent și își păstrează în același timp proprietățile mecanice originale.

Această metodă, bazată pe reacțiile chimice bine cunoscute ale peroxidului de hidrogen cu lignina, ar putea revoluționa domeniul construcțiilor.

Aplicată bucăților mari de material, tehnica ar putea permite producerea de materiale de construcții transparente, iar lemnul ar putea deveni un rival serios pentru sticlă atunci când vine vorba de construirea de ferestre.

Desigur, este nevoie ca oamenii de știință să facă experimente suplimentare, pentru a optimiza reacția peroxidului de hidrogen cu lemnul și pentru a încorpora metoda într-un proces automatizat, la scară industrială.

Dar într-o zi, în viitor, s-ar putea să locuim în case sau să lucrăm în clădiri cu ferestre din lemn.


Articol interesant? Dă-l mai departe!

Citește în continuare

Alte articole interesante

Un comentariu la „A fost creat lemnul transparent, care ar putea înlocui sticla din ferestre”

Lasă un comentariu