Las ventanas de vidrio como estas podrían reemplazarse con madera transparente. Shutterstock / Visions-AD
La madera es un material antiguo que los humanos han estado usando durante millones de años, para la construcción de viviendas, barcos y como fuente de combustible para quemar. También es una fuente renovable y una forma de capturar el exceso de dióxido de carbono de la atmósfera terrestre. Hoy en día, el principal componente de la madera, la celulosa, se produce anualmente en 20 veces el volumen de acero.
Una cosa para la que no usarías madera es para hacer ventanas. En su lugar, confiamos en vidrio y plástico, que son transparentes y, cuando se endurecen, pueden brindar soporte estructural. Pero los edificios pierden mucho calor a través del vidrio y, aunque la luz puede aportar algo de calor a través del material, no es un buen aislante. Por eso necesitamos doble acristalamiento. La madera, por otro lado, es muy aislante pero no es transparente. Generalmente.
En los últimos años, los científicos de materiales han estado experimentando para hacer que la madera sea transparente. Hacer que la madera sea transparente y mantener sus altas propiedades mecánicas proporcionaría una buena alternativa al vidrio de una fuente sostenible y renovable. Métodos anteriores de hacer esto consumían mucha energía y utilizaban productos químicos nocivos, pero un nuevo estudio ha mostrado una forma de hacer que la madera sea transparente sin utilizar grandes cantidades de energía en el proceso.
Viendo a través de la madera
La falta de transparencia de la madera proviene de la combinación de sus dos componentes principales, celulosa y lignina. La lignina absorbe la luz y la presencia de cromóforos (compuestos activados por la luz) en el material hace que la madera parezca marrón. Las fibras de la madera, que comprenden principalmente celulosa, son estructuras tubulares huecas. El aire en estos tubos huecos dispersa la luz, reduciendo aún más la transparencia del material.
El trabajo previo para hacer la madera transparente ha involucrado quitar la lignina completamente de la estructura y reemplazándola con un material de resina. La eliminación de 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 utilizando un químico simple, el peróxido de hidrógeno, que se usa comúnmente para decolorar el cabello. Este químico modifica los cromóforos, cambiando su estructura para que ya no actúen para absorber la luz y colorear la madera.
Quitar un componente de la madera, llamado lignina, puede hacer que sea transparente. Shutterstock / Krasula
El producto químico se puede aplicar con brocha sobre la madera y luego activarse con luz para producir un material blanco brillante: madera clara 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 o agujeros en su estructura dispersan la luz, al igual que las fibras de celulosa huecas en la madera. El relleno de estas fibras con resina reduce esa dispersión, permitiendo que la luz pase a través de la madera y haciéndola transparente, conservando sus propiedades mecánicas originales.
Ventanas de madera
Este es un desarrollo muy interesante que utiliza reacciones químicas bien conocidas del peróxido de hidrógeno con lignina. El enfoque también podría aplicarse a grandes piezas de material, lo que lleva a la producción de materiales de construcción transparentes que ofrecen un potencial real para reemplazar el vidrio.
Debido a que el 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 mismo tiempo que ofrecen 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, podría estar sentado en una casa o trabajando en un edificio con ventanas de madera.
Sobre la autora
Steve Eichhorn, profesor de ciencia e ingeniería de materiales, Universidad de Bristol
Este artículo se republica de La conversación bajo una licencia Creative Commons. Leer el articulo original.
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