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 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.
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.
Kapcsolódó könyvek:
A választott jövő: az éghajlati válság túlélése
írta: Christiana Figueres és Tom Rivett-Carnac
A szerzők, akik kulcsszerepet játszottak az éghajlatváltozásról szóló párizsi megállapodásban, betekintést és stratégiákat kínálnak az éghajlati válság kezelésére, beleértve az egyéni és kollektív fellépést.
Kattintson a további információkért vagy a megrendeléshez
A lakhatatlan föld: élet a felmelegedés után
írta David Wallace-Wells
Ez a könyv feltárja az ellenőrizetlen éghajlatváltozás lehetséges következményeit, beleértve a tömeges kihalást, az élelmiszer- és vízhiányt, valamint a politikai instabilitást.
Kattintson a további információkért vagy a megrendeléshez
A Jövő Minisztériuma: regény
írta: Kim Stanley Robinson
Ez a regény egy közeljövő világát képzeli el, amely az éghajlatváltozás hatásaival küszködik, és víziót kínál arra vonatkozóan, hogyan változhat a társadalom a válság kezelésére.
Kattintson a további információkért vagy a megrendeléshez
Fehér ég alatt: A jövő természete
Írta: Kolbert Elizabeth
A szerző feltárja az emberiség természeti világra gyakorolt hatását, beleértve az éghajlatváltozást, valamint a környezeti kihívások kezelésére szolgáló technológiai megoldások lehetőségét.
Kattintson a további információkért vagy a megrendeléshez
Lehívás: A globális felmelegedés visszafordítására valaha javasolt legátfogóbb terv
szerkesztette Paul Hawken
Ez a könyv átfogó tervet mutat be az éghajlatváltozás kezelésére, beleértve a megoldásokat számos ágazatból, mint például az energia, a mezőgazdaság és a közlekedés.