پنجره های شیشه ای مانند این را می توان با چوب شفاف جایگزین کرد. Shutterstock / Vision-AD
چوب ماده ای باستانی است که بشر میلیون ها سال برای ساخت مسکن ، کشتی و به عنوان منبع سوخت برای سوختن استفاده می کرده است. این منبع همچنین یک منبع تجدید پذیر است و یکی از راه های جذب دی اکسید کربن اضافی از جو زمین است. امروزه ، م componentلفه اصلی چوب - سلولز - سالانه در سال تولید می شود 20 برابر حجم فولاد.
چیزی که برای آن از چوب استفاده نمی کنید ساخت پنجره است. در عوض ما به شیشه و پلاستیک اعتماد می کنیم ، که شفاف هستند و در صورت سفت شدن ، می توانند از ساختار پشتیبانی کنند. اما ساختمان ها از طریق شیشه گرمای زیادی را از دست می دهند و گرچه نور می تواند مقداری گرما از طریق مواد ایجاد کند ، اما عایق خوبی نیست. به همین دلیل به شیشه دو جداره نیاز داریم. از طرف دیگر ، چوب بسیار عایق است اما شفاف نیست. معمولا.
در سالهای اخیر دانشمندان مواد در حال آزمایش شفاف سازی چوب بوده اند. ساخت تراشه چوبی و حفظ خواص مکانیکی بالای آن ، گزینه مناسبی برای شیشه از یک منبع پایدار و تجدیدپذیر است. روشهای قبلی انجام این کار بسیار پر مصرف بود و از مواد شیمیایی مضر استفاده می کرد ، اما یک مطالعه جدید روشی را برای شفاف سازی چوب بدون استفاده از مقدار زیادی انرژی در فرآیند نشان داده است.
دیدن از طریق چوب
عدم شفافیت چوب از ترکیب دو جز main اصلی آن ، سلولز و لیگنین ناشی می شود. لیگنین نور را جذب می کند و وجود کروموفورها - ترکیبات فعال شده با نور - در مواد باعث می شود چوب قهوه ای به نظر برسد. الیاف موجود در چوب که عمدتا شامل سلولز هستند ، ساختارهایی شبیه لوله توخالی هستند. هوای موجود در این لوله های توخالی نور را پراکنده می کند ، و باعث کاهش بیشتر شفافیت مواد می شود.
کارهای قبلی در مورد شفاف سازی چوب درگیر بوده است از بین بردن لیگنین به طور کامل از ساختار و جایگزینی آن با یک ماده رزین. حذف لیگنین به بسیاری از مواد شیمیایی مضر برای محیط زیست نیاز دارد و همچنین به میزان قابل توجهی کاهش می یابد خواص مکانیکی از مواد ضعیف تر می کند
مطالعه جدید ، محققان دانشگاه مریلند ، نحوه شفاف سازی چوب را با استفاده از یک ماده شیمیایی ساده - پراکسید هیدروژن - که معمولاً برای سفید شدن مو استفاده می شود ، نشان می دهد. این ماده شیمیایی کروموفورها را اصلاح کرده و ساختار آنها را تغییر می دهد تا دیگر آنها برای جذب نور و رنگ آمیزی چوب عمل نکنند.
حذف یک جز of از چوب ، به نام لیگنین ، می تواند آن را از بین ببرد. شاتر استوک / کراسولا
این ماده شیمیایی را می توان روی چوب قرار داد و سپس با استفاده از نور فعال کرد تا ماده ای سفید درخشان تولید کند - اگر دوست دارید چوب بور باشد. واکنش شیمیایی چوب با پراکسید هیدروژن کاملاً شناخته شده است. این پایه ای برای سفید کردن خمیر چوب است که برای ساخت کاغذ استفاده می شود - یکی از دلایل سفید درخشان بودن کاغذ.
دلیل دیگر سفید بودن کاغذ این است که منافذ یا سوراخ های ساختار آن نور را پخش می کند ، دقیقاً مانند الیاف سلولز توخالی موجود در چوب. پر کردن این الیاف با رزین باعث کاهش پراکندگی ، عبور نور از چوب و شفاف سازی آن می شود ، در حالی که خواص مکانیکی اصلی آن حفظ می شود.
پنجره های چوبی
این یک تحول بسیار هیجان انگیز است که از واکنش های شیمیایی شناخته شده پراکسید هیدروژن با لیگنین استفاده می کند. این رویکرد می تواند در مورد قطعات بزرگ مواد نیز به کار رود و منجر به تولید مصالح ساختمانی شفاف شود که پتانسیل واقعی برای جایگزینی شیشه را به وجود می آورد.
از آنجا که ماده شیمیایی بر روی چوب قرار گرفته است ، ممکن است فرصت هایی برای جلوه های تزئینی به مواد اضافه شود. این می تواند پانل هایی از مواد را برای برنامه های داخلی محبوب کند ، در حالی که عایق اضافی نیز ارائه می دهد.
برای بهینه سازی واکنش با چوب ، و ترکیب آن در یک فرآیند اتوماتیک صنعتی ، باید کارهای بیشتری انجام شود. اما ممکن است روزی در آینده در خانه نشسته باشید یا در ساختمانی با پنجره های چوبی کار کنید.
درباره نویسنده
استیو ایخورن ، استاد علوم و مهندسی مواد ، دانشگاه بریستول
این مقاله از مجله منتشر شده است گفتگو تحت مجوز Creative Commons دفعات بازدید: مقاله.
کتاب های مرتبط:
آینده ما انتخاب می کنیم: زنده ماندن از بحران آب و هوا
توسط کریستیانا فیگرس و تام ریوت-کارناک
نویسندگان، که نقش های کلیدی در توافق نامه پاریس در مورد تغییرات آب و هوا داشتند، بینش ها و استراتژی هایی را برای رسیدگی به بحران آب و هوا، از جمله اقدامات فردی و جمعی ارائه می دهند.
برای اطلاعات بیشتر یا سفارش کلیک کنید
زمین غیرقابل سکونت: زندگی پس از گرم شدن
توسط دیوید والاس ولز
این کتاب پیامدهای بالقوه تغییرات آب و هوایی کنترل نشده، از جمله انقراض دسته جمعی، کمبود غذا و آب، و بی ثباتی سیاسی را بررسی می کند.
برای اطلاعات بیشتر یا سفارش کلیک کنید
وزارت آینده: یک رمان
توسط کیم استنلی رابینسون
این رمان دنیایی نزدیک به آینده را تصور می کند که با تأثیرات تغییرات آب و هوایی دست و پنجه نرم می کند و چشم اندازی را ارائه می دهد که چگونه جامعه ممکن است برای مقابله با بحران تغییر کند.
برای اطلاعات بیشتر یا سفارش کلیک کنید
زیر آسمان سفید: طبیعت آینده
توسط الیزابت کلبرت
نویسنده تأثیر انسان بر جهان طبیعی، از جمله تغییرات آب و هوا، و پتانسیل راه حل های فناورانه برای مقابله با چالش های زیست محیطی را بررسی می کند.
برای اطلاعات بیشتر یا سفارش کلیک کنید
رها کردن: برنامه جامع تر که تا کنون پیشنهاد معکوس گرم شدن جهانی شده است
ویرایش شده توسط پل هاوکن
این کتاب یک طرح جامع برای پرداختن به تغییرات آب و هوا، شامل راه‌حل‌هایی از طیف وسیعی از بخش‌ها مانند انرژی، کشاورزی و حمل‌ونقل ارائه می‌کند.
