Glasvinduer som disse kunne udskiftes med gennemsigtigt træ. Shutterstock / Visions-AD
Træ er et gammelt materiale, som mennesker har brugt i millioner af år til opførelse af boliger, skibe og som en kilde til brændstof til afbrænding. Det er også en vedvarende kilde og en måde at fange overskydende kuldioxid fra jordens atmosfære på. I dag produceres træets hovedkomponent - cellulose - årligt kl 20 gange stålets volumen.
En ting, du ikke ville bruge træ til, er at lave vinduer. I stedet stoler vi på glas og plast, som er gennemsigtige, og når de hærdes, kan de give strukturel støtte. Men bygninger mister meget varme gennem glas, og mens lys kan bringe noget varme gennem materialet, er det ikke en god isolator. Derfor har vi brug for dobbeltrude. Træ er derimod meget isolerende, men det er ikke gennemsigtigt. Som regel.
I de senere år har materialeforskere eksperimenteret med at gøre træ gennemsigtigt. At gøre træ gennemsigtig og bevare sine høje mekaniske egenskaber, ville give et godt alternativ til glas fra en bæredygtig og vedvarende kilde. Tidligere metoder at gøre dette var meget energiintensive og brugte skadelige kemikalier, men en ny undersøgelse har vist en måde at gøre træ gennemsigtigt uden at bruge enorme mængder energi i processen.
Se gennem træ
Woods manglende gennemsigtighed kommer fra kombinationen af dets to hovedkomponenter, cellulose og lignin. Ligninet absorberer lys, og tilstedeværelsen af kromoforer - lysaktiverede forbindelser - i materialet får træet til at se brunt ud. Fibrene i træet, som hovedsageligt består af cellulose, er hule rørlignende strukturer. Luften i disse hule rør spreder lys, hvilket yderligere reducerer materialets gennemsigtighed.
Tidligere arbejde med at gøre træ gennemsigtigt har involveret fjernelse af ligninet helt fra strukturen og erstatte den med et harpiksmateriale. Fjernelse af lignin kræver en masse miljøskadelige kemikalier, og det reducerer også betydeligt de mekaniske egenskaber af materialet. gør det svagere.
Den nye undersøgelse, der er foretaget af forskere ved University of Maryland, viser, hvordan man gør træ gennemsigtigt ved hjælp af et simpelt kemikalie - hydrogenperoxid - der ofte bruges til at blegge hår. Dette kemikalie modificerer kromoforer og ændrer deres struktur, så de ikke længere virker for at absorbere lys og farve træet.
Fjernelse af en komponent af træ, kaldet lignin, kan gøre det gennemsigtig. Shutterstock / Krasula
Kemikaliet kan børstes på træet og derefter aktiveres ved hjælp af lys til at producere et strålende hvidt materiale - blond træ, hvis du vil. Den kemiske reaktion af træ med hydrogenperoxid er velkendt. Det er grundlaget for blegning af træmasse, der bruges til papirfremstilling - en af grundene til, at papir er strålende hvidt.
Den anden grund til, at papir er hvidt, er at porer eller huller i dets struktur spreder lys, ligesom de hule cellulosefibre i træ. Fyldning af disse fibre med harpiks reducerer spredningen, så lys passerer gennem træet og gør det gennemsigtigt, samtidig med at de oprindelige mekaniske egenskaber bevares.
Trævinduer
Dette er en meget spændende udvikling, der bruger velkendte kemiske reaktioner af hydrogenperoxid med lignin. Metoden kunne også anvendes på store stykker materiale, hvilket førte til produktion af gennemsigtige byggematerialer, der giver et reelt potentiale til at erstatte glas.
Fordi kemikaliet børstes på træet, kan der være mulighed for at dekorative effekter tilføjes materialet. Dette kan gøre paneler af materiale populære til indendørs applikationer, samtidig med at det giver ekstra isolering.
Yderligere arbejde skal udføres for at optimere reaktionen med træ og integrere den i en industriel automatiseret proces. Men en dag i fremtiden sidder du måske i et hjem eller arbejder i en bygning med trævinduer.
Om forfatteren
Steve Eichhorn, professor i materialevidenskab og teknik, University of Bristol
Denne artikel er genudgivet fra The Conversation under en Creative Commons-licens. Læs oprindelige artikel.
Relaterede bøger
Den ubeboelige jord: Life After Warming Kindle Edition
af David Wallace-Wells
Det er værre, meget værre, end du tror. Hvis din angst for global opvarmning domineres af frygt for stigning i havniveau, skraber du næppe overfladen på, hvilke frygt der er muligt. I Californien raser nu ildebrande året rundt og ødelægger tusinder af hjem. Overalt i USA stormer "500-år" pummelsamfund måned efter måned, og oversvømmelser fortrænger titusinder af millioner årligt. Dette er kun en forhåndsvisning af de kommende ændringer. Og de kommer hurtigt. Uden en revolution i, hvordan milliarder af mennesker dirigerer deres liv, kunne dele af Jorden blive tæt på ubeboelig og andre dele uhyggeligt uvurderlige, så snart slutningen af dette århundrede. Fås på Amazon
Isens ende: At bære vidne og finde mening i vejen for klimaforstyrrelse
af Dahr Jamail
Efter næsten et årti oversøisk som krigsreporter, vendte den anerkendte journalist Dahr Jamail tilbage til Amerika for at fornye sin lidenskab for bjergbestigning, kun for at finde ud af, at skråningerne, han engang havde klatret, er uigenkaldeligt ændret af klimaforstyrrelser. Som svar tager Jamail ud på en rejse til de geografiske frontlinier af denne krise - fra Alaska til Australiens Great Barrier Reef via Amazonas regnskov - for at opdage konsekvenserne for naturen og mennesker for tabet af is. Fås på Amazon
Vores jord, vores arter, vores selv: Hvordan man trives, mens man skaber en bæredygtig verden
af Ellen Moyer
Vores knapeste ressource er tid. Med beslutsomhed og handling kan vi implementere løsninger snarere end at sidde på sidelinjen med skadelige virkninger. Vi fortjener og kan have et bedre helbred og et renere miljø, et stabilt klima, sunde økosystemer, bæredygtig brug af ressourcer og mindre behov for skadekontrol. Vi har så meget at vinde. Gennem videnskab og historier, Our Earth, Our Species, Our Selves gør sagen til håb, optimisme og praktiske løsninger, vi kan tage individuelt og kollektivt for at gøre vores teknologi grønn, grøn vores økonomi, styrke vores demokrati og skabe social lighed. Fås på Amazon
Fra udgiveren:
Køb på Amazon går til at bekæmpe omkostningerne ved at bringe dig InnerSelf.comelf.com, MightyNatural.com, og ClimateImpactNews.com uden omkostninger og uden annoncører, der sporer dine browservaner. Selv hvis du klikker på et link, men ikke køber disse valgte produkter, betaler alt andet, du køber i det samme besøg på Amazon, en lille provision. Der er ingen ekstra omkostninger for dig, så vær venlig at bidrage til indsatsen. Du kan også bruge dette link at bruge til Amazon når som helst, så du kan hjælpe med at støtte vores indsats.
