Γυάλινα παράθυρα σαν αυτά θα μπορούσαν να αντικατασταθούν με διαφανές ξύλο. Shutterstock / Visions-AD
Το ξύλο είναι ένα αρχαίο υλικό που οι άνθρωποι χρησιμοποιούν εδώ και εκατομμύρια χρόνια, για την κατασκευή κατοικιών, πλοίων και ως πηγή καυσίμου για καύση. Είναι επίσης μια ανανεώσιμη πηγή και ένας τρόπος για να συλλάβει περίσσεια διοξειδίου του άνθρακα από την ατμόσφαιρα της Γης. Σήμερα, το κύριο συστατικό του ξύλου - κυτταρίνη - παράγεται ετησίως στο 20 φορές ο όγκος του χάλυβα.
Ένα πράγμα για το οποίο δεν θα χρησιμοποιούσατε ξύλο είναι η κατασκευή παραθύρων. Αντ 'αυτού βασίζουμε το γυαλί και το πλαστικό, τα οποία είναι διαφανή και, όταν σκληρυνθούν, μπορούν να προσφέρουν δομική υποστήριξη. Αλλά τα κτίρια χάνουν πολλή θερμότητα μέσω του γυαλιού και ενώ το φως μπορεί να φέρει λίγη θερμότητα μέσω του υλικού, δεν είναι καλός μονωτής. Γι 'αυτό χρειαζόμαστε διπλά τζάμια. Το ξύλο, από την άλλη πλευρά, είναι πολύ μονωτικό, αλλά δεν είναι διαφανές. Συνήθως.
Τα τελευταία χρόνια, οι επιστήμονες υλικών πειραματίζονται με το να κάνουν το ξύλο διαφανές. Η κατασκευή ξύλου διαφανής και η διατήρηση των υψηλών μηχανικών ιδιοτήτων της, θα παρείχε μια καλή εναλλακτική λύση για το γυαλί από μια βιώσιμη και ανανεώσιμη πηγή. Προηγούμενες μέθοδοι να το κάνουμε αυτό ήταν υψηλής έντασης ενέργειας και χρησιμοποίησαν επιβλαβείς χημικές ουσίες, αλλά μια νέα μελέτη έχει δείξει έναν τρόπο να κάνει το ξύλο διαφανές χωρίς να χρησιμοποιεί τεράστιες ποσότητες ενέργειας στη διαδικασία.
Βλέποντας μέσα από ξύλο
Η έλλειψη διαφάνειας του Wood προέρχεται από το συνδυασμό των δύο κύριων συστατικών του, της κυτταρίνης και της λιγνίνης. Η λιγνίνη απορροφά το φως και η παρουσία χρωμοφόρων - ενεργοποιημένων με το φως ενώσεων - στο υλικό κάνει το ξύλο να φαίνεται καφέ. Οι ίνες στο ξύλο, οι οποίες αποτελούνται κυρίως από κυτταρίνη, είναι κοίλες δομές που μοιάζουν με σωλήνες. Ο αέρας σε αυτούς τους κοίλους σωλήνες διασκορπίζει το φως, μειώνοντας περαιτέρω τη διαφάνεια του υλικού.
Προηγούμενη εργασία για τη διαφανή ξυλεία έχει εμπλακεί αφαιρώντας τη λιγνίνη εντελώς από τη δομή και αντικαθιστώντας το με ένα υλικό ρητίνης. Η απομάκρυνση της λιγνίνης απαιτεί πολλές επιβλαβείς για το περιβάλλον χημικές ουσίες και επίσης μειώνει σημαντικά τις μηχανικές ιδιότητες του υλικού. το καθιστά πιο αδύναμο.
Η νέα μελέτη, από ερευνητές του Πανεπιστημίου του Μέριλαντ, δείχνει πώς να κάνετε το ξύλο διαφανές χρησιμοποιώντας μια απλή χημική ουσία - υπεροξείδιο του υδρογόνου - που χρησιμοποιείται συνήθως για τη λεύκανση των μαλλιών. Αυτή η χημική ουσία τροποποιεί τα χρωμοφόρα, αλλάζοντας τη δομή τους, ώστε να μην ενεργούν πλέον για να απορροφούν φως και να χρωματίζουν το ξύλο.
Η αφαίρεση ενός συστατικού του ξύλου, που ονομάζεται λιγνίνη, μπορεί να το κάνει διαφανές. Shutterstock / Κρασούλα
Η χημική ουσία μπορεί να βουρτσιστεί στο ξύλο και στη συνέχεια να ενεργοποιηθεί χρησιμοποιώντας φως για να παράγει ένα λαμπρό λευκό υλικό - ξανθό ξύλο αν θέλετε. Η χημική αντίδραση του ξύλου με υπεροξείδιο του υδρογόνου είναι πολύ γνωστή. Είναι η βάση για λεύκανση ξυλοπολτού που χρησιμοποιείται για την παραγωγή χαρτιού - ένας από τους λόγους για τους οποίους το χαρτί είναι λαμπερό λευκό.
Ο άλλος λόγος για το οποίο το χαρτί είναι λευκό είναι επειδή οι πόροι ή οι τρύπες στη δομή του διασκορπίζουν το φως, όπως και οι κοίλες ίνες κυτταρίνης στο ξύλο. Το γέμισμα αυτών των ινών με ρητίνη μειώνει τη σκέδαση, επιτρέποντας στο φως να περάσει μέσα από το ξύλο και να το κάνει διαφανές, διατηρώντας παράλληλα τις αρχικές μηχανικές του ιδιότητες.
Λάβετε τα πιο πρόσφατα μέσω email
Ξύλινα παράθυρα
Πρόκειται για μια πολύ συναρπαστική εξέλιξη που χρησιμοποιεί γνωστές χημικές αντιδράσεις υπεροξειδίου του υδρογόνου με λιγνίνη. Η προσέγγιση θα μπορούσε επίσης να εφαρμοστεί σε μεγάλα κομμάτια υλικού, οδηγώντας στην παραγωγή διαφανών δομικών υλικών που προσφέρουν πραγματική δυνατότητα αντικατάστασης γυαλιού.
Επειδή η χημική ουσία βουρτσίζεται στο ξύλο, ενδέχεται να υπάρχουν ευκαιρίες για προσθήκη διακοσμητικών εφέ στο υλικό. Αυτό θα μπορούσε να κάνει τα πάνελ του υλικού δημοφιλή για εφαρμογές σε εσωτερικούς χώρους, ενώ προσφέρει επιπλέον μόνωση.
Πρέπει να γίνουν περαιτέρω εργασίες για τη βελτιστοποίηση της αντίδρασης με ξύλο και για την ενσωμάτωσή της σε μια βιομηχανικά αυτοματοποιημένη διαδικασία. Αλλά μια μέρα, στο μέλλον, μπορεί να κάθεστε σε ένα σπίτι ή να εργαστείτε σε ένα κτίριο με ξύλινα παράθυρα.
Σχετικά με το Συγγραφέας
Steve Eichhorn, Καθηγητής Επιστήμης και Μηχανικής Υλικών, Πανεπιστήμιο του Μπρίστολ
Αυτό το άρθρο αναδημοσιεύθηκε από το Η Συνομιλία υπό την άδεια Creative Commons. Διαβάστε το αρχικό άρθρο.
Προτεινόμενα βιβλία:
Η άγρια ζωή του Yellowstone σε μετάβαση
Πάνω από τριάντα ειδικοί εντοπίζουν ανησυχητικά σημάδια ενός συστήματος υπό πίεση. Προσδιορίζουν τρεις επιτακτικούς παράγοντες: διεισδυτικά είδη, ανάπτυξη μη προστατευόμενων εκτάσεων από τον ιδιωτικό τομέα και ένα κλίμα θερμότητας. Οι τελικές συστάσεις τους θα διαμορφώσουν τη συζήτηση του XNUMXου αιώνα σχετικά με τον τρόπο αντιμετώπισης αυτών των προκλήσεων, όχι μόνο σε αμερικανικά πάρκα αλλά και σε περιοχές διατήρησης παγκοσμίως. Πολύ ευανάγνωστο και πλήρως εικονογραφημένο.
Η Ενεργειακή Διακλάδωση: Κλιματική Αλλαγή και η Πολιτική της Παχύτητας
από τον Ian Roberts. Πραγματικά αφηγείται την ιστορία της ενέργειας στην κοινωνία, και τοποθετεί το «πάχος» δίπλα στην κλιματική αλλαγή ως εκδηλώσεις της ίδιας θεμελιώδους πλανητικής αδιαθεσίας. Αυτό το συναρπαστικό βιβλίο υποστηρίζει ότι ο παλμός της ενέργειας από ορυκτά καύσιμα όχι μόνο ξεκίνησε τη διαδικασία καταστροφικής κλιματικής αλλαγής, αλλά επίσης ώθησε τη μέση κατανομή ανθρώπινου βάρους προς τα πάνω. Προσφέρει και εκτιμά στον αναγνώστη ένα σύνολο προσωπικών και πολιτικών στρατηγικών απο-ανθρακοποίησης.
Για περισσότερες πληροφορίες ή για να παραγγείλετε το "The Energy Glut" στο Amazon.
Τελευταία στάση: Η προσπάθεια του Ted Turner να σώσει έναν προβληματικό πλανήτη
των Todd Wilkinson και Ted Turner. Ο μεγιστάνας επιχειρηματιών και μέσων μαζικής ενημέρωσης Ted Turner χαρακτηρίζει την υπερθέρμανση του πλανήτη την πιο τρομερή απειλή που αντιμετωπίζει η ανθρωπότητα και λέει ότι οι μεγιστάνες του μέλλοντος θα κοπούν στην ανάπτυξη πράσινης, εναλλακτικής ανανεώσιμης ενέργειας. Μέσα από τα μάτια του Ted Turner, εξετάζουμε έναν άλλο τρόπο σκέψης για το περιβάλλον, τις υποχρεώσεις μας να βοηθήσουμε άλλους που έχουν ανάγκη και τις σοβαρές προκλήσεις που απειλούν την επιβίωση του πολιτισμού.
Για περισσότερες πληροφορίες ή για να παραγγείλετε "Last Stand: Ted Turner's Quest ..." στο Amazon.
