Az ilyen üvegablakokat átlátszó fára lehetne cserélni. Shutterstock / Visions-AD
A fa ősi anyag, amelyet az emberek évmilliók óta használnak házak, hajók építéséhez és tüzelőanyagként az égéshez. Ez is megújuló forrás, és az egyik módja a Föld légköréből származó felesleges szén-dioxid megkötésének. Ma a fa fő összetevőjét - a cellulózt - évente gyártják Az acél térfogatának 20-szorosa.
Egy dolog, amihez nem használna fát, az az ablakkészítés. Ehelyett az üvegre és a műanyagra támaszkodunk, amelyek átlátszók, és megkeményedve szerkezeti támaszt adhatnak. De az épületek sok hőt veszítenek az üvegen keresztül, és bár a fény némi hőt hozhat az anyagon keresztül, ez nem jó szigetelő. Ezért van szükség dupla üvegezésre. A fa viszont erősen szigetelő, de nem átlátszó. Általában.
Az elmúlt években az anyagtudósok kísérleteztek a fa átlátszóvá tételével. A fa átlátszóvá tétele és magas mechanikai tulajdonságainak megőrzése jó alternatívát jelentene a fenntartható és megújuló forrásból származó üveghez. Korábbi módszerek ennek során nagyon energiaigényesek és káros vegyszereket használtak, de egy új tanulmány megmutatta a fa átlátszóvá tételének módját, anélkül, hogy hatalmas mennyiségű energiát használna fel a folyamat során.
Átlátni a fán
A fa átláthatóságának hiánya a két fő összetevő, a cellulóz és a lignin kombinációjából ered. A lignin elnyeli a fényt, és a kromoforok - könnyű aktivált vegyületek - jelenléte az anyagban barna színűvé teszi a fát. A fában lévő rostok, amelyek főleg cellulózt tartalmaznak, üreges csőszerű szerkezetek. Ezekben az üreges csövekben lévő levegő szétszórja a fényt, tovább csökkentve az anyag átlátszóságát.
A fa átlátszóvá tételével kapcsolatos korábbi munka magában foglalta a lignin eltávolítása teljesen a szerkezettől és gyanta anyaggal helyettesítve. A lignin eltávolítása sok, környezetre káros vegyszert igényel, és jelentősen csökkenti is a mechanikai tulajdonságok az anyag. gyengébbé teszi.
A Marylandi Egyetem kutatóinak új tanulmánya bemutatja, hogyan lehet átlátszóvá tenni a fát egy egyszerű vegyszerrel - hidrogén-peroxiddal -, amelyet általában a haj fehérítésére használnak. Ez a vegyi anyag módosítja a kromoforokat, megváltoztatja szerkezetüket, így azok már nem hatnak a fény elnyelésére és a fa színezésére.
A fa egy ligninnek nevezett alkatrészének eltávolításával átlátszóvá válhat. Shutterstock / Kraszula
A vegyi anyagot a fára ecsetelhetjük, majd fény segítségével aktiválhatjuk, hogy ragyogó fehér anyagot kapjunk - ha úgy tetszik, szőke fát. A fa kémiai reakciója hidrogén-peroxiddal jól ismert. Ez az alapja a papírgyártáshoz használt fapép fehérítésének - ez az egyik oka annak, hogy a papír ragyogó fehér.
A papír másik oka, hogy a papír pórusai vagy lyukai szórják a fényt, akárcsak a fa üreges cellulózszálai. Ezeknek a szálaknak a gyantával való megtöltése csökkenti a szóródást, lehetővé teszi a fény áthaladását és átlátszóvá tételét, miközben megőrzi eredeti mechanikai tulajdonságait.
Szerezd meg a legújabb e-mailben
Fa ablakok
Ez egy nagyon izgalmas fejlesztés, amely a hidrogén-peroxid és a lignin közismert kémiai reakcióit használja fel. A megközelítést nagy anyagdarabokra is lehetne alkalmazni, ami átlátszó építőanyagok gyártásához vezethet, ami valódi lehetőséget kínál az üveg cseréjére.
Mivel a vegyi anyagot a fára kenik, lehetséges, hogy dekoratív hatásokat adnak az anyaghoz. Ez az anyag paneljeit népszerűvé teheti beltéri alkalmazásokban, miközben további szigetelést is kínál.
További munkát kell végezni a fával való reakció optimalizálása érdekében, és beépíteni azt egy iparilag automatizált folyamatba. De egy nap a jövőben előfordulhat, hogy otthon ül, vagy faablakos épületben dolgozik.
A szerzőről
Steve Eichhorn, az anyagtudomány és a mérnök professzora, Bristoli Egyetem
Ezt a cikket újra kiadják A beszélgetés Creative Commons licenc alatt. Olvassa el a eredeti cikk.
Ajánlott könyvek:
Yellowstone átmeneti vadvilága
Több mint harminc szakértő észleli a megterhelt rendszer aggasztó jeleit. Három legfontosabb stressz tényezőt azonosítanak: invazív fajok, a védtelen területek magánszektorbeli fejlesztése és a melegedő klíma. Záró ajánlásaik alakítják a huszonegyedik századi vitát arról, hogy miként lehet szembeszállni ezekkel a kihívásokkal, nemcsak az amerikai parkokban, hanem a természetvédelmi területeken is. Jól olvasható és teljesen illusztrált.
További információkért vagy a "Yellowstone vadvilágának átalakulása" megrendeléséért az Amazon-on.
Az energiahiány: éghajlatváltozás és a kövérség politikája
írta Ian Roberts. Szakértően meséli el a társadalomban az energia történetét, és a „kövérséget” az éghajlatváltozás mellé helyezi ugyanazon alapvető bolygó rosszullét megnyilvánulásaként. Ez az izgalmas könyv azzal érvel, hogy a fosszilis tüzelőanyagok energiájának impulzusa nemcsak a katasztrofális éghajlatváltozás folyamatát indította el, hanem az átlagos emberi súlyeloszlást is felfelé hajtotta. Személyes és politikai szén-dioxid-mentesítési stratégiákat kínál és értékel az olvasó számára.
További információkért vagy az "The Energy Glut" megrendeléséért az Amazon-on.
Utolsó állvány: Ted Turner törekvése egy bajba jutott bolygó megmentésére
Todd Wilkinson és Ted Turner. Ted Turner, a vállalkozó és a média mogul a globális felmelegedést az emberiség legsúlyosabb veszélyének nevezi, és azt mondja, hogy a jövő iparmágnái a zöld, alternatív megújuló energia fejlesztésében készülnek. Ted Turner szemével átgondoljuk egy másik módszert a környezetre, a rászorulók segítségére vonatkozó kötelezettségeinkre és a civilizáció fennmaradását fenyegető súlyos kihívásokra.
További információ vagy az "utolsó állvány: Ted Turner küldetése ..." megrendelése az Amazonon.
