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 berkaitan:
Masa Depan yang Kami Pilih: Menghadapi Krisis Iklim
oleh Christiana Figueres dan Tom Rivett-Carnac
Penulis, yang memainkan peranan penting dalam Perjanjian Paris mengenai perubahan iklim, menawarkan pandangan dan strategi untuk menangani krisis iklim, termasuk tindakan individu dan kolektif.
Klik untuk maklumat lanjut atau untuk memesan
Bumi yang Tidak berpenghuni: Kehidupan Selepas Pemanasan
oleh David Wallace-Wells
Buku ini meneroka kemungkinan akibat perubahan iklim yang tidak terkawal, termasuk kepupusan besar-besaran, kekurangan makanan dan air, serta ketidakstabilan politik.
Klik untuk maklumat lanjut atau untuk memesan
Kementerian untuk Masa Depan: Sebuah Novel
oleh Kim Stanley Robinson
Novel ini membayangkan dunia yang hampir akan datang bergelut dengan kesan perubahan iklim dan menawarkan visi bagaimana masyarakat boleh berubah untuk menangani krisis.
Klik untuk maklumat lanjut atau untuk memesan
Di Bawah Langit Putih: Sifat Masa Depan
oleh Elizabeth Kolbert
Penulis meneroka kesan manusia terhadap alam semula jadi, termasuk perubahan iklim, dan potensi penyelesaian teknologi untuk menangani cabaran alam sekitar.
Klik untuk maklumat lanjut atau untuk memesan
Pengeluaran: Rancangan Paling Komprehensif yang Pernah Dicadangkan untuk Membalik Pemanasan Global
disunting oleh Paul Hawken
Buku ini membentangkan pelan komprehensif untuk menangani perubahan iklim, termasuk penyelesaian daripada pelbagai sektor seperti tenaga, pertanian dan pengangkutan.
