Biochemia: Drewno jak szkło

Przezroczyste drewno ma szansę być materiałem konstrukcyjnym przyszłości. Jest wytrzymałe, ekologiczne, a przy okazji może pełnić rolę... magazynu ciepła.

Publikacja: 20.08.2019 21:00

Tradycyjny materiał budowlany pozbawiony celulozy zmienia swoje właściwości

Tradycyjny materiał budowlany pozbawiony celulozy zmienia swoje właściwości

Foto: TH Royal Institute of Technology

Panuje przekonanie (wśród laików), że drewno jako materiał budowlany trąci myszką, wykorzystywane jest do konstruowania belkowań dachów wiejskich domków, ale nie w budownictwie przemysłowym.

A jednak taki pogląd może się wkrótce zmienić, zwłaszcza że coraz bardziej podkreślana jest odnawialność tego surowca, jego wytrzymałość mechaniczna czy trwałość po zastosowaniu impregnatów. Drewno jest dobrym izolatorem termicznym. A teraz przybędzie mu jeszcze jedna cecha.

W Sztokholmie działa Wallenberg Wood Science Center zajmujące się badaniem właściwości drewna. Naukowcy z tej instytucji opracowali technologię przetwarzania drewna w materiał „transparentny”. Wynalazcy twierdzą, że jest on na tyle przezroczysty, że nadaje się do produkowania baterii słonecznych, a nawet po prostu szyb okiennych.

Niepotrzebna lignina

Pomysł przezroczystego drewna nie jest nowy, wcześniejsze studia pokazywały, że możliwe jest wytwarzanie papieru przezroczystego w 70 proc. Uzyskuje się to poprzez zmniejszenie średnicy włókien celulozy. Jednak technologia wytwarzania takiego papieru nigdy nie wyszła poza stadium laboratoryjne.

Propozycja szwedzkich badaczy przybliża chwilę, że możliwe będzie zastosowanie tej technologii na skalę przemysłową. Jej podstawowym elementem jest wyeliminowanie za pomocą procesu chemicznego ligniny, czyli drzewnika.

– Gdy lignina została usunięta, okazało się, że drewno jest cudownie białe. Toteż nie pozostało nam nic innego, jak poddać je zabiegom chemicznym, na przykład dodaliśmy przezroczysty polimer: metakrylan metylu, wchodzący w skład pleksiglasu, szkła akrylowego. W rezultacie uzyskaliśmy materiał grubości 1,2 mm o przezroczystości 85 proc. – opowiada prof. Lars Berglund.

Badania prowadzone w Wallenberg Wood Science Center wykazały, że przezroczystość maleje wraz ze wzrostem grubości drewna i zawartości w nim celulozy.

Okna, które mogą ogrzać dom

Właściwości mechaniczne otrzymanego materiału okazały się lepsze niż drewna nieprzetworzonego. Przezroczyste drewno jest dwukrotnie bardziej wytrzymałe od pleksiglasu.

Ostatnio badacze sprawili, że transparentne drewno jest w stanie pochłaniać, magazynować, a następnie uwalniać ciepło. Efekt ten uzyskali, dodając glikol polietylenowy PEG. W temperaturze 20 st. C ma on postać stałą, ale już przy 27 st. C roztapia się. Wykorzystując to zjawisko, można magazynować i uwalniać ciepło.

Właśnie glikol polietylenowy posłużył szwedzkim naukowcom do utrwalenia drewna słynnego okrętu „Vasa”, który zatonął w 1628 roku.

Podczas słonecznego dnia PEG absorbuje ciepło, przechodząc ze stanu stałego w ciekły. Wraz z zapadaniem zmroku, gdy temperatura spada, zachodzi proces odwrotny: płynny PEG utwardza się, uwalniając zmagazynowane wcześniej ciepło. Jeśli z takiego drewna wzbogaconego przez PEG wykonane są okna, ciepło pozostaje nocą w domu.

Panuje przekonanie (wśród laików), że drewno jako materiał budowlany trąci myszką, wykorzystywane jest do konstruowania belkowań dachów wiejskich domków, ale nie w budownictwie przemysłowym.

A jednak taki pogląd może się wkrótce zmienić, zwłaszcza że coraz bardziej podkreślana jest odnawialność tego surowca, jego wytrzymałość mechaniczna czy trwałość po zastosowaniu impregnatów. Drewno jest dobrym izolatorem termicznym. A teraz przybędzie mu jeszcze jedna cecha.

Pozostało 83% artykułu
2 / 3
artykułów
Czytaj dalej. Subskrybuj
Materiał partnera
Technologie kwantowe: nauka tworzy szanse dla gospodarki
Nowe technologie
Niewykrywalny bombowiec strategiczny Sił Powietrznych USA odbył pierwszy lot
Nowe technologie
Co mówią kury? Naukowcy opracowali tłumacza, użyli sztucznej inteligencji
Nowe technologie
Prof. Zybertowicz: AI może potraktować ludzkość jak budowniczy autostrad traktują mrowiska
Materiał Promocyjny
Jak kupić oszczędnościowe obligacje skarbowe? Sposobów jest kilka
Materiał Promocyjny
Dell Technologies: nie ma branży czy przedsiębiorstwa, które może funkcjonować bez nowoczesnych technologii