В университете штата Мэриленд обычные деревянные пластины сделали прозрачными. В 2021 году был получен материал, пропускающий несколько меньше света, чем стекло, но при этом прочный и с хорошими изоляционными свойствами.
Структура древесины формировалась двумя основными компонентами: целлюлозой, которая представляет собой крошечные волокна, и лигнином, который связывает эти волокна вместе, чтобы придать ей прочность.
Лигнин — сложный полимер, который связывает волокна целлюлозы. Лигнин также содержит молекулы, так называемые хромофоры, именно они придают древесине цвет и препятствуют прохождению света.
Предыдущие попытки сделать древесину прозрачной предполагали удаление лигнина. Процессы проходили с использованием опасных химических веществ, при высоких температурах и в течение длительного времени. В итоге получался дорогой и хрупкий материал. Теперь же технология настолько дешёвая и простая, что её можно повторить «в гараже».
Использовались листы шпона метровой длины и толщиной миллиметр. Листы обрабатывались раствором перекиси водорода — ничего сложного, учёные пользовались обычной малярной кистью. Далее заготовки находились на солнце или под ультрафиолетовой лампой примерно в течение часа. За это время перекись «отбеливала» коричневые хромофоры, оставляя лигнин нетронутым — древесина становилась белой.
Затем древесина была залита прозрачной эпоксидной смолой, которая заполнила внутренние полости и поры в древесине и затвердела. Белое дерево стало прозрачным.
Сочетание эпоксидной смолы и древесины даёт материал, пропускающий 90% видимого света. В результате мы видим длинный кусок «стекла» с прочностью и гибкостью дерева.
Такой материал будет сложнее случайно разбить, чем привычные стёкла. Использование его для остекления зданий сократит теплопотери, дерево обладает более высокими теплоизоляционными свойствами, чем стекло. Кроме того, для производства прозрачной древесины может потребоваться меньше энергии — высокие температуры не нужны.
Прозрачная древесина может использоваться в энергоэффективных зданиях. Возможно, она принесёт пользу в качестве покрытия для солнечных панелей, работающих в суровых условиях.
Прозрачными можно сделать многие виды древесины — от бальсы до дуба. Не имеет значения, распилена ли доска вдоль волокон или поперёк. Если сделать достаточно толстые доски прозрачного дерева, то из них можно, по идее, построить хоть стену, хоть дом целиком.
Технологии ещё далеко до промышленного использования, но исследователи верят в огромный потенциал прозрачной древесины как нового строительного материала.
Подготовка материала — Сергей Сыров «XX2 ВЕК». Источники.
Вам также может быть интересно: