Stworzyli przezroczyste drewno. Można z niego zrobić smartfony, albo szyby
Czy można sobie wyobrazić smartfona z drewnianym ekranem dotykowym albo dom z przezroczystymi drewnianymi szybami? Naukowcy pracują nad materiałem, który może zrewolucjonizować wiele branż — przezroczystym drewnem. To innowacyjna alternatywa dla plastiku, która jest ekologiczna i trwała.
Plastik jest wszędzie, zwłaszcza w naszych urządzeniach elektronicznych. Problem pojawia się, gdy żywotność takich urządzeń dobiega końca - plastik się nie rozkłada, zanieczyszcza środowisko i staje się coraz większym problemem globalnym. Właśnie dlatego profesor Bharat Baruah z Kennesaw State University postanowił poszukać naturalnej, biodegradowalnej alternatywy.
Przezroczyste drewno zamiast plastiku
Przezroczyste drewno to materiał tworzony poprzez usunięcie ligniny - naturalnego polimeru odpowiedzialnego za kolor i sztywność drewna. Po usunięciu ligniny pozostaje sieć celulozy, która jest strukturalnym szkieletem drewna.
Drewno składa się z trzech głównych komponentów: celulozy, hemicelulozy i ligniny. Aby uczynić drewno przezroczystym, naukowcy usunęli ligninę i hemicelulozę za pomocą komory próżniowej i specjalnych chemikaliów, takich jak siarczan sodu, wodorotlenek sodu i rozcieńczony wybielacz.
Pozostała porowata struktura celulozy została wypełniona mieszanką ekstraktu z białka jajka i ryżu, a także utwardzaczem o nazwie dietylenotriamina. Efektem są półprzezroczyste kawałki drewna, które są zarówno wytrzymałe, jak i elastyczne.
Magia w laboratorium
Profesor Baruah sięgnął po naturalne substancje, inspirowane dawnymi technikami budowlanymi z jego rodzinnych stron, czyli indyjskiego stanu Asam. Przez wieki tamtejsze budowle powstawały bez cementu, wykorzystując mieszankę piasku, kleistego ryżu i białek jaj. Badacz postanowił sprawdzić, czy podobna formuła sprawdzi się w przypadku przezroczystego drewna.
Wraz ze studentem Ridhamem Ravalem stworzyli przezroczyste drewno w całkowicie naturalnej wersji. Najpierw wytrawili ligninę i hemicelulozę za pomocą podciśnienia i chemikaliów, takich jak siarczyn sodu, wodorotlenek sodu i rozcieńczony wybielacz. Następnie wypełnili pory miksturą białek jaj, ekstraktu ryżowego i utwardzacza dietylenotriaminy. Efekt? Wytrzymałe, elastyczne, półprzezroczyste kawałki drewna, które mogą zastąpić szkło.
Nasze drewno nie jest jeszcze w 100 proc. przezroczyste, ale jest półprzezroczyste. I jest biodegradowalne. W przeciwieństwie do plastiku, drewno to rozkłada się naturalnie po zakończeniu użytkowania, co zmniejsza zanieczyszczenie i odpady. Pracujemy teraz nad idealnie przezroczystym drewnem - powiedział profesor Baruah.
Więcej przeczytasz na Spider's Web:
Drewno, ktore chłodzi
Jednym z zastosowań nowego materiału mogą być okna. Baruah przetestował jego właściwości termiczne, budując miniaturowy domek dla ptaków z oknem wykonanym z przezroczystego drewna. Domek ustawiono obok mocnej lampy grzewczej.
Podczas testów temperatura wewnątrz była o 5-6 stopni Celsjusza niższa niż w przypadku klasycznego szkła. To oznacza, że takie okna mogłyby poprawić efektywność energetyczną budynków.
Przyszłość drewnianych technologii
Baruah postanowił pójść o krok dalej. W niektórych próbkach dodano srebrne nanodruty, które nadały drewnu przewodność elektryczną. Może to otworzyć drogę do zastosowań w elektronice — na przykład w inteligentnych powierzchniach, czy warstwach przewodzących dla ogniw fotowoltaicznych.
Chociaż srebrne nanodruty nie są biodegradowalne, badacze pracują nad zastąpieniem ich grafenem, który pozwoliłby zachować ekologiczną czystość materiału.
Chociaż przezroczyste drewno wymaga jeszcze dopracowania, już teraz pokazuje ogromny potencjał jako alternatywa dla szkła i plastiku. Jest tańsze w produkcji, bardziej ekologiczne i oferuje lepsze właściwości izolacyjne niż szkło. Jeśli uda się poprawić jego przezroczystość i opracować wersję przewodzącą prąd bez udziału niebiodegradowalnych materiałów, może stać się kluczowym elementem przyszłych technologii.
