Sinds de introductie in 2016, transparant hout is ontwikkeld door onderzoekers van KTH Royal Institute of Technology als innovatief constructiemateriaal voor de bouw. Het laat natuurlijk licht door en kan zelfs thermische energie opslaan.

De sleutel tot het maken van een transparant composietmateriaal van hout is het verwijderen van de lignine, de belangrijkste lichtabsorberende component in hout. Maar de lege poriën die achterblijven door de afwezigheid van lignine, moeten worden gevuld met iets dat de kracht van het hout herstelt en licht doorlaat.

In eerdere versies van de composiet, onderzoekers van het Wallenberg Wood Science Center van KTH gebruikten op fossielen gebaseerde polymeren. Nutsvoorzieningen, de onderzoekers hebben met succes een milieuvriendelijk alternatief getest:limoneenacrylaat, een monomeer gemaakt van limoneen. Ze rapporteerden hun resultaten in Geavanceerde wetenschap .

"Het nieuwe limoneenacrylaat is gemaakt van hernieuwbaar citrus, zoals schilafval dat kan worden gerecycled uit de sinaasappelsapindustrie, " zegt de hoofdauteur, doctoraat studente Céline Montanari.

Een extract van de productie van sinaasappelsap wordt gebruikt om het polymeer te maken dat de sterkte van gedelignificeerd hout herstelt en licht doorlaat.

Het nieuwe composiet biedt een optische transmissie van 90 procent bij een dikte van 1,2 mm en een opmerkelijk lage waas van 30 procent, melden de onderzoekers. In tegenstelling tot andere transparante houtcomposieten die de afgelopen vijf jaar zijn ontwikkeld, het bij KTH ontwikkelde materiaal is bedoeld voor constructief gebruik. Het vertoont zware mechanische prestaties:met een sterkte van 174 MPa (25,2 ksi) en een elasticiteit van 17 GPa (of ongeveer 2,5 Mpsi).

Toch al die tijd, duurzaamheid is een prioriteit geweest voor de onderzoeksgroep, zegt professor Lars Berglund, het hoofd van de afdeling Vezel- en Polymeertechnologie van de KTH.

"Het vervangen van de fossiele polymeren was een van de uitdagingen die we hebben gehad bij het maken van duurzaam transparant hout, ' zegt Berglund.

Milieuoverwegingen en zogenaamde groene chemie doordringen het hele werk, hij zegt. Het materiaal is gemaakt zonder oplosmiddelen, en alle chemicaliën zijn afgeleid van biobased grondstoffen.

De nieuwe ontwikkelingen kunnen een nog onontgonnen scala aan toepassingen mogelijk maken, zoals in hout nanotechnologie, zegt Berglund. Mogelijkheden zijn onder meer slimme ramen, hout voor warmteopslag, hout met ingebouwde verlichtingsfunctie, zelfs een houten laser.

"We hebben gekeken waar het licht heen gaat, en wat er gebeurt als het de cellulose raakt, "zegt Berglund. "Een deel van het licht gaat dwars door het hout, en maakt het materiaal transparant. Een deel van het licht wordt gebroken en verstrooid onder verschillende hoeken en geeft aangename effecten bij verlichtingstoepassingen."

Het team werkt ook samen met de fotonica-groep van Sergei Popov bij KTH om de mogelijkheden van nanotechnologie nog verder te verkennen.