الخشب الشفاف قد يحل محل الزجاج يومًا ما

قد يحل الخشب الشفاف يومًا ما محل الزجاج في النوافذ، حيث أن دراسة جديدة هي طريقة لجعل الخشب شفافًا دون استخدام كميات هائلة من الطاقة في هذه العملية.

وللقيام بذلك، كانت كثيفة الاستخدام للطاقة وتستخدم مواد كيميائية ضارة.

لقد استخدم البشر الخشب لملايين السنين لبناء المنازل والسفن، كمصدر للوقود للحرق، وهو مورد متجدد، وطريقة لالتقاط ثاني أكسيد الكربون الزائد من الغلاف الجوي للأرض.

لا يستخدم الخشب في صنع النوافذ. بدلاً من ذلك، نعتمد على الزجاج، والذي يتسم بالشفافية، ويمكنه توفير الدعم الهيكلي عند تقويته.

تفقد المباني الكثير من الحرارة من خلال الزجاج، وبينما يمكن للضوء أن يجلب بعض الحرارة من خلال المواد، إلا أنه ليس عازلًا جيدًا، ولهذا السبب نحتاج إلى زجاج مزدوج، ومن ناحية أخرى، الخشب عازل للغاية ولكنه معتم.

في السنوات الأخيرة، قام علماء المواد بإجراء تجارب لجعل الخشب شفافًا. يوفر جعل الخشب شفافًا، والحفاظ على خصائصه الميكانيكية العالية، بديلاً جيدًا للزجاج من مصدر مستدام ومتجدد.

يأتي افتقار الخشب للشفافية من مزيج مكونين رئيسيين، السليلوز واللجنين، حيث يمتص اللجنين الضوء، بينما تصنع ألياف الخشب من السليلوز، وهي هياكل مجوفة تشبه الأنبوب.

يعمل الهواء الموجود في هذه الأنابيب المجوفة على تشتيت الضوء، مما يقلل بدرجة أكبر من شفافية المادة.

تضمنت التجارب السابقة جعل الخشب شفافًا تمامًا للجنين من الهيكل واستبداله بمادة راتنجية.

تتطلب إزالة اللجنين الكثير من المواد الكيميائية الضارة بالبيئة، كما أنه يقلل بشكل كبير من الخصائص الميكانيكية للمادة، مما يجعلها أضعف.

أظهرت الدراسة الجديدة، التي أجراها باحثون في جامعة ماريلاند، كيفية جعل الخشب شفافًا باستخدام مادة كيميائية بسيطة – بيروكسيد الهيدروجين – تستخدم عادة لتبييض الشعر.

تعمل هذه المادة الكيميائية على تعديل الكروموفورات، وهي مركبات تنشط بالضوء وتجعل الخشب يبدو بنيًا، وتغير بنيتها بحيث لا تمتص الضوء وتلون الخشب.

يمكن رش المادة الكيميائية على الخشب ثم تنشيطها بالضوء لإنتاج مادة بيضاء ناصعة.

التفاعل الكيميائي للخشب مع بيروكسيد الهيدروجين هو الأساس لتبييض لب الخشب المستخدم في صناعة الورق.

هذا التفاعل الكيميائي هو أحد الأسباب التي تجعل الورق شديد البياض، في حين أن الآخر مرتبط بالمسام أو الثقوب في الهيكل الذي ينثر الضوء، تمامًا مثل ألياف السليلوز المجوفة في الخشب.

يؤدي ملء هذه الألياف بالراتنج إلى تقليل هذا التشتت، مما يسمح للضوء بالمرور عبر الخشب ويجعله شفافًا، مع الاحتفاظ بخصائصه الميكانيكية الأصلية.

يمكن تطبيق هذا النهج على قطع كبيرة من المواد، مما ينتج عنه مواد بناء شفافة ويوفر إمكانية حقيقية لاستبدال الزجاج.

وهناك حاجة إلى مزيد من العمل لتحسين التفاعل مع الخشب ودمجه في عملية صناعية آلية، ولكن يومًا ما، في المستقبل، قد تكون جالسًا في منزل أو تعمل في مبنى به نوافذ خشبية.

مقالات ذات صلة

اترك تعليقاً

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني. الحقول الإلزامية مشار إليها بـ *

زر الذهاب إلى الأعلى