Se-Through Wood: Το διαφανές ξύλο που μπορεί να φέρει την eco αλλαγή στη χρήση των πλαστικών

Πριν από 30 χρόνια, ένας βοτανολόγος στη Γερμανία είχε μια απλή επιθυμία: να δει την εσωτερική λειτουργία των ξυλωδών φυτών χωρίς να τα ανατέμνει. Με τη λεύκανση των χρωστικών στα φυτικά κύτταρα, ο Siegfried Fink κατάφερε να δημιουργήσει διαφανές ξύλο και δημοσίευσε την τεχνική του σε ένα εξειδικευμένο περιοδικό τεχνολογίας ξύλου. Το έγγραφο του 1992 παρέμεινε εκεί για περισσότερο από μια δεκαετία, μέχρι που ένας ερευνητής ονόματι Lars Berglund το βρήκε.

Ο Berglund εμπνεύστηκε την ανακάλυψη του Fink, αλλά όχι για βοτανικούς λόγους. Ο επιστήμονας υλικών, ο οποίος εργάζεται στο Βασιλικό Ινστιτούτο Τεχνολογίας KTH στη Σουηδία, ειδικεύεται στα σύνθετα πολυμερή και ενδιαφερόταν να δημιουργήσει μια πιο στιβαρή εναλλακτική λύση στο διαφανές πλαστικό. Και δεν ήταν ο μόνος που ενδιαφερόταν για τις αρετές του ξύλου. Στην άλλη άκρη του ωκεανού, οι ερευνητές στο Πανεπιστήμιο του Μέριλαντ ήταν απασχολημένοι με έναν σχετικό στόχο: την αξιοποίηση της αντοχής του ξύλου για μη παραδοσιακούς σκοπούς.

Τώρα, μετά από χρόνια πειραμάτων, η έρευνα αυτών των ομάδων αρχίζει να αποδίδει καρπούς. Το διαφανές ξύλο θα μπορούσε σύντομα να βρει χρήσεις σε εξαιρετικά ισχυρές οθόνες για smartphone, σε μαλακά, λαμπερά φωτιστικά και ακόμη και ως δομικά χαρακτηριστικά, όπως παράθυρα που αλλάζουν χρώμα. «Πιστεύω πραγματικά ότι αυτό το υλικό έχει ένα πολλά υποσχόμενο μέλλον», λέει στο Scientific American ο Qiliang Fu, ένας νανοτεχνολόγος ξύλου στο Πανεπιστήμιο Nanjing Forestry στην Κίνα.

Η δομή του Se-Through Wood

Το ξύλο αποτελείται από αμέτρητα μικρά κατακόρυφα κανάλια, σαν μια σφιχτή δέσμη από καλαμάκια δεμένα μεταξύ τους με κόλλα. Αυτά τα κύτταρα σε σχήμα σωλήνα μεταφέρουν νερό και θρεπτικά συστατικά σε ένα δέντρο και όταν το δέντρο συλλέγεται και εξατμίζεται η υγρασία, μένουν πίσω θύλακες αέρα. Για να δημιουργήσουν διαφανές ξύλο, οι επιστήμονες πρέπει πρώτα να τροποποιήσουν ή να απαλλαγούν από την κόλλα, που ονομάζεται λιγνίνη, που συγκρατεί τις δέσμες των κυττάρων μαζί και παρέχει στους κορμούς και τα κλαδιά τις περισσότερες από τις γήινες καφέ αποχρώσεις τους. Μετά τη λεύκανση του χρώματος της λιγνίνης ή την απομάκρυνσή του με άλλο τρόπο, παραμένει ένας γαλακτώδης σκελετός από κοίλα κύτταρα. Αυτός ο σκελετός είναι ακόμα αδιαφανής, επειδή τα κυτταρικά τοιχώματα κάμπτουν το φως σε διαφορετικό βαθμό από ό,τι ο αέρας στους θύλακες των κυττάρων – μια τιμή που ονομάζεται διαθλαστική δείκτης. Η πλήρωση των θυλάκων αέρα με μια ουσία όπως η εποξειδική ρητίνη που κάμπτει το φως σε παρόμοιο βαθμό με τα τοιχώματα της κυψέλης καθιστά το ξύλο διαφανές.

Διάβασε επίσης: Πώς το «λευκό υδρογόνο» θα μπορούσε να γίνει μια καθαρή, φθηνή και ανανεώσιμη πηγή ενέργειας

Το υλικό με το οποίο εργάστηκαν οι επιστήμονες είναι λεπτό, με πάχος μικρότερο από ένα χιλιοστό έως περίπου ένα εκατοστό. Αλλά τα κύτταρα δημιουργούν μια στιβαρή δομή κηρήθρας και οι μικροσκοπικές ίνες ξύλου είναι ισχυρότερες από τις καλύτερες ίνες άνθρακα, λέει ο επιστήμονας υλικών Liangbing Hu, ο οποίος ηγείται της ερευνητικής ομάδας που εργάζεται σε διαφανές ξύλο στο Πανεπιστήμιο του Maryland στο College Park. Και με την προσθήκη ρητίνης, το διαφανές ξύλο ξεπερνά το πλαστικό και το γυαλί: Σε δοκιμές που μετρούν πόσο εύκολα σπάνε ή σπάνε τα υλικά υπό πίεση, το διαφανές ξύλο βγήκε περίπου 3 φορές ισχυρότερο από διαφανή πλαστικά όπως το πλεξιγκλάς και περίπου 10 φορές πιο σκληρό από το γυαλί.

Se-Through Wood: Το διαφανές ξύλο που μπορεί να φέρει την eco αλλαγή στη χρήση των πλαστικών — https://www.scientificamerican.com/

«Τα αποτελέσματα είναι εκπληκτικά, ότι ένα κομμάτι ξύλου μπορεί να είναι τόσο δυνατό όσο το γυαλί», λέει ο Hu, ο οποίος τόνισε τα χαρακτηριστικά του διαφανούς ξύλου στην Ετήσια Επιθεώρηση της Έρευνας Υλικών για το 2023. Το λεπτό προφίλ και η αντοχή του υλικού σημαίνει ότι θα μπορούσε να είναι μια εξαιρετική εναλλακτική λύση σε προϊόντα που κατασκευάζονται από λεπτές, εύκολα θρυμματισμένες τομές πλαστικού ή γυαλιού, όπως οθόνες.