Специалист по материалам Лянбин Ху и его команда из Университета Мэриленда в Колледж-Парке удалили молекулу лигнина из дерева, которая делает его твердым и темным. Они оставили бесцветные целлюлозные ячеистые структуры, заполнили их эпоксидной смолой и придумали версию дерева, которая в основном прозрачная.
Они опубликовали свои результаты сегодня в журнале Advanced Materials.«Его можно использовать в автомобилях, если древесина сделана как прозрачной, так и высокопрочной». сказал доктор Минвэй Чжу, соавтор статьи, приглашенный профессор Университета Мэриленда. «Вы также можете использовать его как уникальный строительный материал».Помните «ксилему» и «флоэму» из школьных уроков естествознания? Эти структуры пропускают воду и питательные вещества вверх и вниз по дереву.
Ху и его коллеги рассматривают их как вертикально выровненные каналы в древесине, естественную структуру, которую можно использовать для пропускания света после обработки древесины.Полученная древесина имела как высокую прозрачность — качество прозрачности, так и высокую матовость — качество рассеянного света. По словам Ху, это будет полезно для того, чтобы на устройства было удобно смотреть.
Это также помогло бы солнечным элементам улавливать свет — свет мог бы легко проникнуть через прозрачную функцию, но высокая дымка будет удерживать свет, отражаясь там, где он будет поглощаться солнечной панелью.Они сравнили, как работают материалы и как свет проникает через древесину, когда они разрезают ее двумя способами — один по фактуре дерева, так что каналы проходят через самое длинное измерение блока. И они также попытались разрезать его вдоль волокон, чтобы каналы проходили через самый короткий размер блока.Древесина с коротким каналом оказалась немного прочнее и менее хрупкой.
Но хотя природный компонент, делавший древесину прочной, был удален, добавление эпоксидной смолы сделало древесину в четыре-шесть раз прочнее, чем необработанная версия.Затем они исследовали, как разные направления древесины влияют на то, как через нее проходит свет.
При укладке на сетку оба вида дерева ясно показывали линии. Если поднять ее чуть выше сетки, дерево с длинным каналом все еще показывает сетку, только немного более размытую.
Но короткая канавка, поднятая на те же самые несколько миллиметров, делала решетку совершенно невидимой.Прямо сейчас деревянные блоки, которые тестирует команда, имеют ширину около 4 дюймов, но Ху говорит, что процесс «полностью масштабируем» до более крупных частей, которые могут составлять более крупные строительные блоки.
Группа изучает возможность производства прозрачной древесины, которая потенциально может быть использована в качестве строительного материала примерно через пять лет.