Se acerca la madera transparente, y podría ser una alternativa energéticamente eficiente al vidrio
La madera es un material antiguo que los humanos han estado utilizando durante millones de años, para la construcción de viviendas, barcos y como fuente de combustible para la quema. También es una fuente renovable y una forma de capturar el exceso de dióxido de carbono de la atmósfera terrestre. Hoy en día, el componente principal de la madera, la celulosa, se produce anualmente en un volumen 20 veces mayor que el del acero.
Una cosa para la que no usarías madera es para hacer ventanas. En su lugar, confiamos en el vidrio y el plástico, que son transparentes y, cuando se endurecen, pueden brindar soporte estructural. Pero los edificios pierden mucho calor a través del vidrio y, si bien la luz puede transmitir algo de calor a través del material, no es un buen aislante. Por eso necesitamos doble acristalamiento. La madera, por otro lado, es altamente aislante pero no es transparente. Normalmente.
En los últimos años, los científicos de materiales han estado experimentando con hacer que la madera sea transparente. Hacer que la madera sea transparente y conservar sus altas propiedades mecánicas sería una buena alternativa al vidrio de una fuente sostenible y renovable. Los métodos anteriores para hacer esto requerían mucha energía y usaban químicos dañinos, pero un nuevo estudio ha mostrado una forma de hacer que la madera sea transparente sin usar grandes cantidades de energía en el proceso.
Ver a través de la madera
La falta de transparencia de la madera proviene de la combinación de sus dos componentes principales, la celulosa y la lignina. La lignina absorbe la luz y la presencia de cromóforos (compuestos activados por la luz) en el material hace que la madera se vea marrón. Las fibras de la madera, que consisten principalmente en celulosa, son estructuras huecas en forma de tubo. El aire en estos tubos huecos dispersa la luz, reduciendo aún más la transparencia del material.
El trabajo anterior para hacer que la madera sea transparente ha implicado eliminar completamente la lignina de la estructura y reemplazarla con un material de resina. La eliminación de la lignina requiere una gran cantidad de productos químicos nocivos para el medio ambiente y también reduce considerablemente las propiedades mecánicas del material. lo hace más débil.
El nuevo estudio, realizado por investigadores de la Universidad de Maryland, demuestra cómo hacer que la madera sea transparente usando un químico simple, el peróxido de hidrógeno, comúnmente usado para decolorar el cabello. Este químico modifica los cromóforos, cambiando su estructura para que ya no actúen absorbiendo la luz y coloreando la madera.
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El producto químico se puede aplicar con brocha sobre la madera y luego se activa con la luz para producir un material blanco brillante, madera rubia si lo desea. La reacción química de la madera con el peróxido de hidrógeno es bien conocida. Es la base para blanquear la pulpa de madera utilizada para la fabricación de papel, una de las razones por las que el papel es de un blanco brillante.
La otra razón por la que el papel es blanco es porque los poros u orificios de su estructura dispersan la luz, al igual que las fibras huecas de celulosa de la madera. Rellenar estas fibras con resina reduce esa dispersión, permitiendo que la luz atraviese la madera y haciéndola transparente, conservando sus propiedades mecánicas originales.
Ventanas de madera
Este es un desarrollo muy emocionante que utiliza reacciones químicas bien conocidas de peróxido de hidrógeno con lignina. El enfoque también podría aplicarse a grandes piezas de material, lo que conduciría a la producción de materiales de construcción transparentes que ofrecen un potencial real para reemplazar el vidrio.
Debido a que el producto químico se aplica con brocha sobre la madera, puede haber oportunidades para agregar efectos decorativos al material. Esto podría hacer que los paneles de material sean populares para aplicaciones en interiores, al tiempo que ofrece un aislamiento adicional.
Es necesario seguir trabajando para optimizar la reacción con la madera e incorporarla a un proceso industrialmente automatizado. Pero un día, en el futuro, podrías estar sentado en una casa o trabajando en un edificio con ventanas de madera.
