Wissenschaftler haben einen Weg entwickelt, Holz transparent zu machen und dabei seine Festigkeit und Isolationseigenschaften beizubehalten. Forscher bei Stockholms KTH Royal Institute of Technolog Sie haben ein neues transparentes Material entwickelt, das aus dem weltweit am häufigsten verwendeten Baumaterial abgeleitet ist: Holz.
Das revolutionäre Material wird durch chemische Entfernung von Lignin, einem Bestandteil der Zellwände, hergestellt. "Wenn das Lignin entfernt wird, wird das Holz wunderschön weiß. Da Holz jedoch nicht von Natur aus transparent ist, erzielen wir diesen Effekt mit einer nanoskaligen Schneiderei." erklärt Lars Berglund, Professor am Wallenberg Wood Science Center der KTH.
Holz wird transparent
Nachdem das Lignin entfernt wurde, wird das resultierende weiße poröse Furniersubstrat mit einem transparenten Polymer imprägniert und die optischen Eigenschaften der beiden werden dann angepasst. Das neue Material hat viele mögliche Anwendungen.
VERBINDUNG: MIT BEGINNT 3D-DRUCKGLAS
Obwohl das neue Produkt nicht absolut klar wie Glas ist, ist es optisch transparent. Es lässt viel Licht durch und eignet sich daher perfekt für Bereiche, in denen Licht, aber keine vollständige Transparenz erforderlich ist.
breite Anwendungen
Es kann auch als Beschichtung für Solarmodule verwendet werden. "Transparentes Holz ist ein gutes Material für Solarzellen, da es eine kostengünstige, leicht verfügbare und erneuerbare Ressource ist", sagt BerglundOberflächen mit Solarzellen. "
In den nächsten Schritten wird nach Möglichkeiten gesucht, die Produktion zu vergrößern und die Transparenz des Materials zu verbessern. "Wir beabsichtigen auch, weiter mit verschiedenen Holzarten zu arbeiten", fügt Berglund hinzu. "Holz ist bei weitem das am häufigsten verwendete biobasierte Material inGebäude. Es ist attraktiv, dass das Material aus erneuerbaren Quellen stammt. Es bietet auch hervorragende mechanische Eigenschaften, einschließlich Festigkeit, Zähigkeit, geringer Dichte und geringer Wärmeleitfähigkeit. "
Forscher in den USA machen die gleiche Entdeckung
Die schwedischen Wissenschaftler sind nicht die einzigen, die über diese Methode zur Herstellung von Holz wie Glas gestolpert sind. Forscher der University of Maryland haben auch untersucht, wie das Entfernen von Farbe und Chemikalien aus Holz dies unerwartet deutlich gemacht hat. "Wir waren sehr überraschtwie transparent es gehen könnte ", sagte Liangbing Hu, der über das Projekt schrieb in Fortgeschrittene Materialien.
In sehr einfachen Worten wird das Holz in einem zweistufigen Verfahren relativ klar gemacht. Zunächst wird das Holz ungefähr zwei Stunden lang in Wasser gekocht, das Natriumhydroxid und andere Chemikalien enthält. Dadurch wird das Molekül entfernt, das für die Farbgebung des Holzes verantwortlich ist.
Holz streut Licht wie Glasbausteine
Dann wird Epoxidharz über das Holz gegossen, um es stärker zu machen. Interessanterweise behält das Holz die Struktur und die natürlichen Kanäle von damals bei, als es ein Baum war. Diese Kanäle können dann Licht auf ähnliche Weise bewegen, wie sie einst Nährstoffe bewegt haben.
"In traditionellem Material wird das Licht gestreut", sagte Hu. "Wenn Sie diesen Wellenleitereffekt mit Holz haben, kommt mehr Licht in Ihr Haus." Derzeit können beide Forschungsteams die Materialien nur in sehr kleinen Blöcken herstellen.Beide werden jedoch weiter forschen, wie der Prozess skaliert werden kann. Das neue Material könnte in allen Bereichen Anwendung finden, von der Architektur bis zu Geräten.