Интересные факты о строительстве: прозрачное дерево как альтернатива стеклу

Инновационная разработка ученых – композитный экологичный материал под называнием «прозрачное дерево» в не столь отдаленном будущем может появиться на строительном рынке.

Древесина является одним из самых недорогих, прочных и, главное, возобновляемых материалов. В шведском Королевском технологическом институте (КТН) группа ученых-исследователей, во главе с Ларсом Берглундом (Lars Berglund), изобрели так называемое прозрачное дерево, которое может составить конкуренцию стеклу. Процесс изготовления прозрачного дерева, предложенный шведскими учеными, включает в себя две стадии. На первом этапе с помощью химических реактивов удаляется лингин – один из основных компонентов клеточных стенок древесины. После обработки и удаления лингина древесина приобретает плотный белый цвет, но не становится прозрачной. На втором этапе дерево смешивают с предполимеризованным метилметакрилатом (PMMA) и таким путем достигается прозрачность, которую можно менять изменениями пропорций вводимого полимера. Оптическая прозрачность дерева достигает, при этом, 85%, а мутность составляет 71%. В ходе обработки древесина сохраняет свою структуру. Таким образом, на выходе получается легкий крепкий прозрачный композитный продукт на основе древесины, который является потенциальным кандидатом для строительства недорогих зданий и производства окон. По мнению ученых из КТН новая технология особенно хорошо может подходить для массового, промышленного производства.

Образец прозрачного дерева, изобретенного учеными из шведского Королевского технологического института:

Фотография с сайта zen.yandex.ru.

Но шведы не единственные, кто придумали способ изготовления прозрачного дерева. Американские ученые-химики почти в одно и то же время со шведами изобрели метод получения прозрачного дерева путем похожей, тоже двухступенчатой, технологии. В Мэрилендском университете под руководством доктора Ляньбина Ху (Liangbing Hu) проходили исследования свойств древесины и способов улучшения ее прозрачности. Первой ступенью данной технологии было замачивание древесины, при высокой температуре, в растворе с натриевой щелочью для вывода из ее состава лингина. Далее получившийся образец покрывали эпоксидной смолой для придания еще большей прочности и прозрачности материалу. В результате получился продукт, обладающий более высокими прочностными и изоляционными качествами, чем стекло. Обработанная древесина, при этом, не теряет свою структуру и позволяет пропускать свет (образец пропускает до 90% света). На данный момент технология находится в стадии дальнейшей разработки и совершенствования. Первый образец американского прозрачного дерева удалось получить размерами 12,5 на 12,5 сантиметров и толщиной около 10 миллиметров.

Образец прозрачного дерева, изобретенного учеными из американского Мэрилендского университета:

Фотография с сайта zen.yandex.ru

Несмотря на то, что с каждым годом в стекольной промышленности появляются новые технологии изготовления стекла и оптимизируются его свойства, прозрачное дерево может составить ему конкуренцию. Во-первых, дерево является натуральным экологически чистым продуктом. Во-вторых, обладает прочностью и низкой теплопроводимостью. В-третьих, материал поступает из возобновляемых источников.

Американские и шведские ученые сходятся во мнении, что прозрачная древесина сможет стать заменителем стекла, ввиду своих свойств, а также может быть эффективно использована в солнечных батареях, благодаря своей дешевизне. Перспективы применения материала, считают ученые, огромны: архитекторы и дизайнеры смогут создавать «прозрачные» дома с приглушенной световой атмосферой, а комбинируя прозрачное дерево со стеклом можно добиться интересных архитектурных решений. При этом пока нет гарантий, кроме предположений самих ученых, что прозрачное дерево в будущем сможет на самом деле существенно заменить привычное нам стекло. Когда запустят массовое производство и какова будет цена на этот инновационный продукт до сих пор остается неизвестным. Все же, будем надеяться, что в скором времени на рынке строительных материалов появится новый экологически чистый продукт под названием прозрачное дерево.

Стоит отметить, что на самом деле вышеназванные исследовательские группы заново «открыли» работу немецкого исследователя Зигфрида Финка: еще в 1992 году, по технологии, близкой к технологиям Берглунда и Ху он сделал древесину прозрачной, чтобы выявить специфические полости в структуре древесины для исследовательских целей.

В 2021 году ученые сообщили о способе изготовления прозрачной древесины, более легкой и прочной, чем стекло, которая требует значительно меньшего количества химических веществ и энергии, чем методы, используемые ранее.

В статье использована информация с сайта zen.yandex.ru.