Tingkap kaca seperti ini boleh diganti dengan kayu lutsinar. Shutterstock / Visions-AD
Kayu adalah bahan kuno yang telah digunakan manusia selama berjuta-juta tahun, untuk pembinaan perumahan, kapal dan sebagai sumber bahan bakar untuk pembakaran. Ini juga merupakan sumber yang boleh diperbaharui, dan satu cara untuk menangkap lebih banyak karbon dioksida dari atmosfera Bumi. Hari ini, komponen utama kayu - selulosa - dihasilkan setiap tahun di 20 kali ganda jumlah keluli.
Satu perkara yang tidak akan anda gunakan kayu adalah membuat tingkap. Sebaliknya, kita bergantung pada kaca dan plastik, yang telus dan, apabila dikeraskan, dapat memberikan sokongan struktur. Tetapi bangunan kehilangan banyak haba melalui kaca, dan walaupun cahaya dapat membawa sedikit haba melalui bahan tersebut, ia bukan penebat yang baik. Inilah sebabnya mengapa kita memerlukan kaca dua kali. Kayu, sebaliknya, sangat penebat tetapi tidak telus. Selalunya.
Dalam beberapa tahun kebelakangan ini, saintis bahan telah bereksperimen dengan membuat kayu lutsinar. Membuat kayu tembus, dan mengekalkan sifat mekaniknya yang tinggi, akan memberikan alternatif yang baik untuk kaca dari sumber yang lestari dan boleh diperbaharui. Kaedah sebelumnya melakukan ini adalah intensif tenaga dan menggunakan bahan kimia berbahaya, tetapi satu kajian baru telah menunjukkan cara untuk membuat kayu telus tanpa menggunakan sejumlah besar tenaga dalam proses tersebut.
Melihat melalui kayu
Kekurangan ketelusan kayu berasal dari gabungan dua komponen utamanya, selulosa dan lignin. Lignin menyerap cahaya, dan kehadiran kromofor - sebatian yang diaktifkan cahaya - di dalam bahan menjadikan kayu kelihatan coklat. Serat di kayu, yang terutama terdiri dari selulosa, adalah struktur seperti tiub berongga. Udara di dalam tiub berongga ini menyebar cahaya, seterusnya mengurangkan ketelusan bahan.
Kerja sebelumnya untuk membuat kayu lutsinar telah terlibat membuang lignin sepenuhnya dari struktur dan menggantinya dengan bahan resin. Penyingkiran lignin memerlukan banyak bahan kimia berbahaya kepada alam sekitar, dan juga mengurangkan sifat mekanikal bahan tersebut. menjadikannya lebih lemah.
Kajian baru, oleh para penyelidik di University of Maryland, menunjukkan bagaimana membuat kayu telus menggunakan bahan kimia sederhana - hidrogen peroksida - biasanya digunakan untuk memutihkan rambut. Bahan kimia ini mengubah kromofor, mengubah strukturnya sehingga tidak lagi bertindak menyerap cahaya dan mewarnai kayu.
Mengeluarkan komponen kayu, yang disebut lignin, dapat menjadikannya tembus. Shutterstock / Krasula
Bahan kimia boleh disikat ke kayu, dan kemudian diaktifkan menggunakan cahaya untuk menghasilkan bahan putih yang cemerlang - kayu berambut perang jika anda suka. Tindak balas kimia kayu dengan hidrogen peroksida sudah terkenal. Ini adalah asas untuk pemutihan pulpa kayu yang digunakan untuk pembuatan kertas - salah satu sebab mengapa kertas berwarna putih cemerlang.
Sebab lain kertas berwarna putih adalah kerana liang atau lubang pada strukturnya menyebarkan cahaya, sama seperti serat selulosa berongga di kayu. Mengisi serat ini dengan resin mengurangkan penyerakan itu, membiarkan cahaya melewati kayu dan menjadikannya telus, sambil mengekalkan sifat mekanik asalnya.
Tingkap kayu
Ini adalah perkembangan yang sangat menarik yang menggunakan reaksi kimia terkenal hidrogen peroksida dengan lignin. Pendekatan ini juga dapat diterapkan pada potongan material yang besar, yang menghasilkan produksi bahan binaan yang transparan yang menawarkan potensi nyata untuk mengganti kaca.
Kerana bahan kimia disikat ke kayu, mungkin ada peluang untuk kesan hiasan ditambahkan ke bahan. Ini dapat menjadikan panel bahan popular untuk aplikasi dalaman, sementara juga menawarkan penebat tambahan.
Pekerjaan lebih lanjut perlu dilakukan untuk mengoptimumkan reaksi dengan kayu, dan memasukkannya ke dalam proses otomatis industri. Tetapi suatu hari nanti, anda mungkin akan duduk di rumah atau bekerja di bangunan dengan tingkap kayu.
Mengenai Penulis
Steve Eichhorn, Profesor Sains dan Kejuruteraan Bahan, University of Bristol
Artikel ini diterbitkan semula daripada Perbualan di bawah lesen Creative Commons. Membaca artikel asal.
Buku-buku yang berkaitan
Bumi yang tidak boleh didiami: Kehidupan Selepas Edisi Kindle Pemanasan
oleh David Wallace-Wells
Lebih buruk lagi, lebih buruk daripada yang anda fikirkan. Sekiranya kebimbangan anda tentang pemanasan global dikuasai oleh ketakutan kenaikan paras laut, anda tidak menggaru permukaan teror yang mungkin. Di California, kebakaran hutan kini marah sepanjang tahun, memusnahkan ribuan rumah. Di seluruh Amerika Syarikat, ribut "500-year" memmel komuniti bulan demi bulan, dan banjir menggantikan puluhan juta setiap tahun. Ini hanya pratonton perubahan yang akan datang. Dan mereka akan datang dengan cepat. Tanpa revolusi bagaimana berbilion manusia menjalankan kehidupan mereka, sebahagian Bumi dapat menjadi hampir tidak dapat didiami, dan bahagian-bahagian lain yang tidak menyenangkan, secepat akhir abad ini. Tersedia di Amazon
Akhir Ais: Mempunyai Kesaksian dan Menemukan Maksud di Jalan Gangguan Iklim
oleh Dahr Jamail
Selepas hampir sedekad di luar negara sebagai wartawan perang, wartawan yang terkenal, Dahr Jamail kembali ke Amerika untuk memperbaharui keghairahannya untuk mendaki gunung, hanya untuk mengetahui bahawa cerun yang pernah ditinggikannya telah berubah secara tidak berubah oleh gangguan iklim. Sebagai tindak balas, Jamail memulakan perjalanan ke garis depan geografi krisis ini-dari Alaska ke Great Barrier Reef Australia, melalui hutan hujan Amazon-untuk mengetahui kesan alam dan manusia akibat kehilangan ais. Tersedia di Amazon
Bumi Kita, Spesies-Spesies Kita, Seluruh Kita: Bagaimana Meningkatkan Sedang Mewujudkan Dunia yang Mampan
oleh Ellen Moyer
Sumber yang paling sukar adalah masa. Dengan tekad dan tindakan, kami boleh melaksanakan penyelesaian dan bukannya duduk di luar menanggung kesan yang berbahaya. Kita layak, dan boleh mempunyai, kesihatan yang lebih baik dan persekitaran yang lebih bersih, iklim yang stabil, ekosistem yang sihat, penggunaan sumber yang mampan, dan kurang memerlukan kawalan kerosakan. Kami mempunyai banyak manfaat. Melalui sains dan cerita, Bumi kami, Spesies kami, Selves kami menjadikan kes harapan, optimis, dan penyelesaian praktikal yang kami dapat mengambil secara individu dan kolektif untuk menghidupkan teknologi kami, hijau ekonomi kami, menguatkan demokrasi kami, dan mewujudkan kesetaraan sosial. Tersedia di Amazon
Dari Penerbit:
Pembelian di Amazon pergi untuk membiayai kos membawa anda InnerSelf.comelf.com, MightyNatural.com, dan ClimateImpactNews.com tanpa sebarang kos dan tanpa pengiklan yang mengesan tabiat melayari anda. Walaupun anda mengklik pada pautan tetapi tidak membeli produk-produk terpilih ini, apa-apa lagi yang anda beli dalam lawatan yang sama di Amazon memberi kami komisen kecil. Tiada kos tambahan untuk anda, jadi sila sumbangkan kepada usaha. Anda juga boleh gunakan pautan ini untuk digunakan untuk Amazon pada bila-bila masa supaya anda boleh membantu menyokong usaha kami.
