science >> Wetenschap >  >> Chemie

Een nieuwe manier om hout transparant te maken, sterker en lichter dan glas

Schematische illustratie van het vervaardigen van transparant hout en demonstratie van het patroon. (A) Schematische illustratie van deze eenvoudige maar effectieve, milieuvriendelijk, schaalbaar, en goedkope methode om transparant hout te vervaardigen. Lignine geeft natuurlijk hout niet alleen een bruinachtige kleur, maar dient ook als bindmiddel voor cellulose en hemicellulose. Na chemisch poetsen en zonne-verlichting, de ligninechromofoor en hemicellulose worden verwijderd en het natuurlijke hout wordt kleurloos, maar de gemodificeerde lignine blijft en kan nog steeds effectief binden en zich om de cellulosemicrofibrillen wikkelen om de mechanische eigenschappen van het materiaal te behouden. Vervolgens, epoxy kan gemakkelijk worden geïnfiltreerd in de los gepakte, met lignine gemodificeerde houtmicrokanalen om het uiteindelijke transparante hout voor te bereiden. (B) een digitaal beeld van een grootschalig vel transparant hout (400 mm bij 110 mm bij 1 mm) langs de lengterichting (d.w.z. de vezelrichting). (C) een digitaal beeld van het transparante hout langs de dwarsrichting (d.w.z. loodrecht op de vezelrichting) met een patroon in de vorm van een "boomblad". Fotocredit:Qinqin Xia, Universiteit van Maryland, Collegepark. Credit: wetenschappelijke vooruitgang (2021). DOI:10.1126/sciadv.abd7342

Een team van onderzoekers van de Universiteit van Maryland, heeft een nieuwe manier gevonden om hout transparant te maken. In hun artikel gepubliceerd in het tijdschrift wetenschappelijke vooruitgang , de groep beschrijft hun proces en waarom ze denken dat het beter is dan het oude proces.

Transparant hout is een idee waar wetenschappers al langer mee bezig zijn. Huizenbouwers zien het als een nieuwe optie voor huizen omdat hout sterker is dan glas - het zou niet versplinteren als het wordt geraakt door een dolende honkbal, bijvoorbeeld. Maar ondanks veel moeite, transparant hout is niet commercieel gebruikt, vooral vanwege de manier waarop het is gemaakt.

De conventionele methode om hout transparant te maken, omvat het gebruik van chemicaliën om de lignine te verwijderen - een proces dat lang duurt, produceert veel vloeibaar afval en resulteert in zwakker hout. In deze nieuwe poging de onderzoekers hebben een manier gevonden om hout transparant te maken zonder de lignine te hoeven verwijderen.

Het proces omvatte het veranderen van de lignine in plaats van het te verwijderen. De onderzoekers verwijderden ligninemoleculen die betrokken zijn bij de productie van houtkleur. Eerst, ze brachten waterstofperoxide aan op het houtoppervlak en stelden het behandelde hout vervolgens bloot aan UV-licht (of natuurlijk zonlicht). Het hout werd vervolgens gedrenkt in ethanol om het verder schoon te maken. Volgende, ze vulden de poriën met heldere epoxy om het hout glad te maken.

Credit: wetenschappelijke vooruitgang (2021). DOI:10.1126/sciadv.abd7342

Het resulterende hout bleek 50 keer sterker te zijn dan transparant hout dat op de conventionele manier was gemaakt - het liet ook 90% van het licht door. De onderzoekers ontdekten ook dat het zowel sterker als lichter was dan glas - en het zorgde voor een betere isolatie. De onderzoekers suggereren dat het voor zowel ramen als daken kan worden gebruikt. Ze merken op dat het hout in theorie kan worden gebruikt om een ​​volledig doorzichtig huis te maken, omdat het ook als dragend materiaal kan worden gebruikt.

De onderzoekers beweren dat hout dat volgens hun proces is gemaakt, schoon is en gemakkelijk kan worden geschaald voor gebruik in grote gebouwen. Ze suggereren ook dat het in andere toepassingen kan worden gebruikt, zoals aanraakgevoelige displays voor gebruik in ruwe omgevingen of in auto's.

© 2021 Science X Network