ruder af glas
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.


indre selv abonnere grafik


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.

En solrig fyrreskov med træstammer i forgrunden.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 forfatterenThe Conversation

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.

bryde

Relaterede Bøger:

Den fremtid, vi vælger: Overlevelse af klimakrisen

af Christiana Figueres og Tom Rivett-Carnac

Forfatterne, som spillede nøgleroller i Paris-aftalen om klimaændringer, tilbyder indsigt og strategier til at håndtere klimakrisen, herunder individuel og kollektiv handling.

Klik for mere info eller for at bestille

Den ubeboelige jord: Livet efter opvarmning

af David Wallace-Wells

Denne bog udforsker de potentielle konsekvenser af ukontrollerede klimaændringer, herunder masseudryddelse, mad- og vandknaphed og politisk ustabilitet.

Klik for mere info eller for at bestille

Fremtidsministeriet: En roman

af Kim Stanley Robinson

Denne roman forestiller sig en nær fremtids verden, der kæmper med virkningerne af klimaændringer og tilbyder en vision for, hvordan samfundet kan ændre sig for at håndtere krisen.

Klik for mere info eller for at bestille

Under a White Sky: The Nature of the Future

af Elizabeth Kolbert

Forfatteren udforsker den menneskelige indvirkning på den naturlige verden, herunder klimaændringer, og potentialet for teknologiske løsninger til at løse miljømæssige udfordringer.

Klik for mere info eller for at bestille

Nedtrapning: Den mest omfattende plan, der nogensinde er blevet foreslået til at vende global opvarmning

redigeret af Paul Hawken

Denne bog præsenterer en omfattende plan for håndtering af klimaændringer, herunder løsninger fra en række sektorer som energi, landbrug og transport.

Klik for mere info eller for at bestille