Стекло по-прежнему остается важнейшим компонентом в строительстве, однако его традиционные методы производства практически не изменялись за тысячи лет. Современное стекло не разлагается естественным путем, его переработка затруднена, а в некоторых случаях материал может быть экологически опаснее пластика.
В поисках альтернатив стеклу ученые обращают внимание на другие прозрачные материалы. Одним из таких решений становится химически модифицированное дерево, превращаемое в прозрачное изделие без ряда существенных недостатков привычного стекла.
Профессор химии из Kennesaw State University, Bharat Baruah, отметил, что пластик находится во всех современных устройствах, но не разлагается в конце жизненного цикла. Его увлечение деревообработкой вдохновило на исследование возможности замены стекла древесиной, что открывает новые горизонты для устойчивых материалов.
Процесс создания прозрачного дерева начинается с использования бальсовой древесины, состоящей из целлюлозы, гемицеллюлозы и лигнина. Удаление гемицеллюлозы и лигнина посредством химической обработки в вакуумной камере – с применением сульфита натрия и разбавленного отбеливателя – оставляет позади пористую целлюлозную структуру, напоминающую бумагу. В эксперименте принимал участие студент Ridham Raval, работавший рука об руку с профессором Baruah.
Вдохновение для подобного подхода пришло профессору из детских воспоминаний о северо-восточной Индии, где при возведении зданий использовали древний цемент на основе песка, клейкого риса и яичных белков. Добавление этих ингредиентов к бальсовой целлюлозе позволило предположить, что новый материал можно не только затвердить, но и значительно укрепить.
Полученные в ходе эксперимента полупрозрачные деревянные пластины продемонстрировали как прочность, так и гибкость. Модифицированный деревянный скворечник с окном из прозрачного дерева, испытанный под воздействием тепловой лампы, показал снижение внутренней температуры на 9–11°F (примерно 5–6°C) по сравнению с обычным стеклянным окном, что свидетельствует о потенциальной энергосберегающей эффективности.
Разработанный материал можно будет применять не только в строительстве. Прозрачное дерево обладает перспективой использования в солнечных элементах, носимых сенсорах и покрытиях. Дополнительные эксперименты с интеграцией серебряных нанопроводов продемонстрировали новые функциональные возможности, хотя сами нанопроводы не являются биоразлагаемыми, что предоставляет возможность замены их на графен для сохранения экологичности.
Несмотря на обещающие результаты, прозрачные деревянные панели пока не готовы для массового применения в домах. Дальнейшая работа будет направлена на повышение уровня прозрачности и разработку масштабируемых производственных методов, учитывая сложность применения экологически безопасных реагентов для удаления гемицеллюлозы и лигнина.
Изображение носит иллюстративный характер
В поисках альтернатив стеклу ученые обращают внимание на другие прозрачные материалы. Одним из таких решений становится химически модифицированное дерево, превращаемое в прозрачное изделие без ряда существенных недостатков привычного стекла.
Профессор химии из Kennesaw State University, Bharat Baruah, отметил, что пластик находится во всех современных устройствах, но не разлагается в конце жизненного цикла. Его увлечение деревообработкой вдохновило на исследование возможности замены стекла древесиной, что открывает новые горизонты для устойчивых материалов.
Процесс создания прозрачного дерева начинается с использования бальсовой древесины, состоящей из целлюлозы, гемицеллюлозы и лигнина. Удаление гемицеллюлозы и лигнина посредством химической обработки в вакуумной камере – с применением сульфита натрия и разбавленного отбеливателя – оставляет позади пористую целлюлозную структуру, напоминающую бумагу. В эксперименте принимал участие студент Ridham Raval, работавший рука об руку с профессором Baruah.
Вдохновение для подобного подхода пришло профессору из детских воспоминаний о северо-восточной Индии, где при возведении зданий использовали древний цемент на основе песка, клейкого риса и яичных белков. Добавление этих ингредиентов к бальсовой целлюлозе позволило предположить, что новый материал можно не только затвердить, но и значительно укрепить.
Полученные в ходе эксперимента полупрозрачные деревянные пластины продемонстрировали как прочность, так и гибкость. Модифицированный деревянный скворечник с окном из прозрачного дерева, испытанный под воздействием тепловой лампы, показал снижение внутренней температуры на 9–11°F (примерно 5–6°C) по сравнению с обычным стеклянным окном, что свидетельствует о потенциальной энергосберегающей эффективности.
Разработанный материал можно будет применять не только в строительстве. Прозрачное дерево обладает перспективой использования в солнечных элементах, носимых сенсорах и покрытиях. Дополнительные эксперименты с интеграцией серебряных нанопроводов продемонстрировали новые функциональные возможности, хотя сами нанопроводы не являются биоразлагаемыми, что предоставляет возможность замены их на графен для сохранения экологичности.
Несмотря на обещающие результаты, прозрачные деревянные панели пока не готовы для массового применения в домах. Дальнейшая работа будет направлена на повышение уровня прозрачности и разработку масштабируемых производственных методов, учитывая сложность применения экологически безопасных реагентов для удаления гемицеллюлозы и лигнина.
