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.
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.
Σχετικές Βιβλία:
Το Μέλλον που Επιλέγουμε: Επιβίωση της Κλιματικής Κρίσης
από την Christiana Figueres και τον Tom Rivett-Carnac
Οι συγγραφείς, οι οποίοι διαδραμάτισαν βασικό ρόλο στη Συμφωνία του Παρισιού για την κλιματική αλλαγή, προσφέρουν ιδέες και στρατηγικές για την αντιμετώπιση της κλιματικής κρίσης, συμπεριλαμβανομένης της ατομικής και συλλογικής δράσης.
Κάντε κλικ για περισσότερες πληροφορίες ή για παραγγελία
Η ακατοίκητη γη: Ζωή μετά την υπερθέρμανση
του Ντέιβιντ Γουάλας-Γουέλς
Αυτό το βιβλίο διερευνά τις πιθανές συνέπειες της ανεξέλεγκτης κλιματικής αλλαγής, συμπεριλαμβανομένης της μαζικής εξαφάνισης, της λειψυδρίας και της λειψυδρίας και της πολιτικής αστάθειας.
Κάντε κλικ για περισσότερες πληροφορίες ή για παραγγελία
Το Υπουργείο για το Μέλλον: Ένα Μυθιστόρημα
από την Kim Stanley Robinson
Αυτό το μυθιστόρημα φαντάζεται έναν κόσμο του κοντινού μέλλοντος που παλεύει με τις επιπτώσεις της κλιματικής αλλαγής και προσφέρει ένα όραμα για το πώς η κοινωνία μπορεί να μεταμορφωθεί για να αντιμετωπίσει την κρίση.
Κάντε κλικ για περισσότερες πληροφορίες ή για παραγγελία
Under a White Sky: The Nature of the Future
από την Elizabeth Kolbert
Ο συγγραφέας διερευνά τον ανθρώπινο αντίκτυπο στον φυσικό κόσμο, συμπεριλαμβανομένης της κλιματικής αλλαγής, και τις δυνατότητες για τεχνολογικές λύσεις για την αντιμετώπιση των περιβαλλοντικών προκλήσεων.
Κάντε κλικ για περισσότερες πληροφορίες ή για παραγγελία
Ανάλυση: Το πιο περιεκτικό σχέδιο που έχει προταθεί ποτέ για την αντιστροφή της υπερθέρμανσης του πλανήτη
επιμέλεια Paul Hawken
Αυτό το βιβλίο παρουσιάζει ένα ολοκληρωμένο σχέδιο για την αντιμετώπιση της κλιματικής αλλαγής, συμπεριλαμβανομένων λύσεων από μια σειρά τομέων όπως η ενέργεια, η γεωργία και οι μεταφορές.
