Schematisk illustration av tillverkning av transparent trä och demonstration av dess mönstring. (A) Schematisk illustration av denna enkla men effektiva, miljövänlig, skalbar, och en billig metod för att tillverka transparent trä. Lignin ger inte bara naturligt trä en brunaktig färg utan fungerar också som bindemedel för cellulosa och hemicellulosa. Efter kemisk borstning och solbelysning, ligninkromoforen och hemicellulosa avlägsnas och det naturliga träet blir färglöst, men det modifierade ligninet finns kvar och kan fortfarande effektivt binda och vira runt cellulosamikrofibrillerna för att bibehålla materialets mekaniska egenskaper. Sedan, epoxi kan enkelt infiltreras i de löst packade ligninmodifierade trämikrokanalerna för att förbereda det slutliga transparenta träet. (B) En digital bild av ett storskaligt ark av transparent trä (400 mm gånger 110 mm gånger 1 mm) längs längdriktningen (dvs. fiberriktningen). (C) En digital bild av det genomskinliga träet längs den tvärgående riktningen (dvs. vinkelrätt mot fiberriktningen) mönstrad med formen "trädblad". Fotokredit:Qinqin Xia, University of Maryland, College Park. Kreditera: Vetenskapens framsteg (2021). DOI:10.1126/sciadv.abd7342
Ett team av forskare vid University of Maryland, har hittat ett nytt sätt att göra trä transparent. I deras papper publicerad i tidskriften Vetenskapens framsteg , gruppen beskriver sin process och varför de tror att den är bättre än den gamla processen.
Genomskinligt trä är en idé som forskare har arbetat med under en tid. Husbyggare ser det som ett nytt alternativ för hus eftersom trä är starkare än glas - det skulle inte krossas om det träffas av en felaktig baseboll, till exempel. Men trots mycket ansträngning, Genomskinligt trä har inte gjort det till kommersiellt bruk – mest på grund av sättet det är tillverkat på.
Den konventionella metoden för att göra trä transparent innebär att man använder kemikalier för att ta bort ligninet – en process som tar lång tid, producerar mycket flytande avfall och resulterar i svagare ved. I denna nya ansträngning, forskarna har hittat ett sätt att göra trä transparent utan att behöva ta bort ligninet.
Processen involverade att byta ligninet snarare än att ta bort det. Forskarna tog bort ligninmolekyler som är involverade i att producera träfärg. Först, de applicerade väteperoxid på träytan och exponerade sedan det behandlade träet för UV-ljus (eller naturligt solljus). Träet blötlades sedan i etanol för att ytterligare rengöra det. Nästa, de fyllde i porerna med klar epoxi för att göra träet slätt.
Träet som blev resultatet visade sig vara 50 gånger starkare än genomskinligt trä på konventionellt sätt - det lät också 90 % av ljuset passera igenom. Forskarna fann också att det var både starkare och lättare än glas - och det gav bättre isolering. Forskarna föreslår att den kan användas för både fönster och tak. De konstaterar att träet i teorin skulle kunna användas för att skapa ett helt genomskinligt hus eftersom det också kan användas som ett bärande material.
Forskarna hävdar att trä tillverkat med deras process är rent och lätt kan skalas för användning i stora byggnader. De föreslår också att den kan användas i andra applikationer, t.ex. beröringskänsliga skärmar för användning i tuffa miljöer eller inuti bilar.
© 2021 Science X Network
