Videnskab
 science >> Videnskab >  >> Kemi

En ny måde at gøre træ gennemsigtigt på, stærkere og lettere end glas

Skematisk illustration af fremstilling af gennemsigtigt træ og demonstration af dets mønstre. (A) Skematisk illustration af denne enkle, men effektive, miljøvenlig, skalerbar, og billig metode til fremstilling af gennemsigtigt træ. Lignin giver ikke kun naturligt træ en brunlig farve, men fungerer også som bindemiddel for cellulose og hemicellulose. Efter kemisk børstning og solbelysning, ligninkromoforen og hemicellulosen fjernes, og det naturlige træ bliver farveløst, men den modificerede lignin forbliver og kan stadig effektivt binde og vikle omkring cellulosemikrofibrillerne for at bevare materialets mekaniske egenskaber. Derefter, epoxy kan let infiltreres i de løst pakkede lignin-modificerede træ-mikrokanaler for at forberede det endelige gennemsigtige træ. (B) Et digitalt billede af et ark af gennemsigtigt træ i stor skala (400 mm gange 110 mm gange 1 mm) langs længderetningen (dvs. fiberretningen). (C) Et digitalt billede af det gennemsigtige træ langs den tværgående retning (dvs. vinkelret på fiberretningen) mønstret med en "træblad"-form. Billedkredit:Qinqin Xia, University of Maryland, College Park. Kredit: Videnskabens fremskridt (2021). DOI:10.1126/sciadv.abd7342

Et team af forskere ved University of Maryland, har fundet en ny måde at gøre træ gennemsigtigt på. I deres papir offentliggjort i tidsskriftet Videnskabens fremskridt , gruppen beskriver deres proces, og hvorfor de mener, at den er bedre end den gamle proces.

Gennemsigtigt træ er en idé, som videnskabsmænd har arbejdet på i nogen tid. Husbyggere ser det som en ny mulighed for huse, fordi træ er stærkere end glas - det ville ikke splintre, hvis det blev ramt af en vildfaren baseball, for eksempel. Men trods mange anstrengelser, Gennemsigtigt træ har ikke gjort det til kommerciel brug - mest på grund af den måde, det er lavet på.

Den konventionelle metode til at gøre træ gennemsigtigt involverer brug af kemikalier til at fjerne ligninet - en proces, der tager lang tid, producerer meget flydende affald og giver et svagere træ. I denne nye indsats, forskerne har fundet en måde at gøre træ gennemsigtigt uden at skulle fjerne ligninet.

Processen involverede at ændre ligninet i stedet for at fjerne det. Forskerne fjernede ligninmolekyler, der er involveret i at producere træfarve. Først, de påførte brintoverilte på træoverfladen og udsatte derefter det behandlede træ for UV-lys (eller naturligt sollys). Træet blev derefter gennemblødt i ethanol for yderligere at rense det. Næste, de udfyldte porerne med klar epoxy for at gøre træet glat.

Kredit: Videnskabens fremskridt (2021). DOI:10.1126/sciadv.abd7342

Det træ, der resulterede, viste sig at være 50 gange stærkere end gennemsigtigt træ fremstillet på den konventionelle måde - det tillod også 90% af lyset at passere igennem. Forskerne fandt også, at det var både stærkere og lettere end glas - og det gav bedre isolering. Forskerne foreslår, at det kunne bruges til både vinduer og tage. De bemærker, at træet i teorien kunne bruges til at skabe et helt gennemsigtigt hus, fordi det også kan bruges som et bærende materiale.

Forskerne hævder, at træ fremstillet ved hjælp af deres proces er rent og let kan skaleres til brug i store bygninger. De foreslår også, at det kan bruges i andre applikationer, såsom berøringsfølsomme skærme til brug i barske miljøer eller inde i biler.

© 2021 Science X Network




Varme artikler