Βρασμένο σε υπεροξείδιο του υδρογόνου και συμπιεσμένο, το ξύλο μπορεί να διαχειριστεί παθητικά θερμότητα.
 |
| Μια ματιά στο συμπιεσμένο ξύλο χωρίς λιγνίνη
University of Maryland
|
Οι περισσότερες από τις οικοδομικές πρακτικές μας δεν είναι ιδιαίτερα βιώσιμες. Η παραγωγή σκυροδέματος αποτελεί σημαντική πηγή εκπομπών διοξειδίου του άνθρακα και η παραγωγή χάλυβα είναι πολύ απαιτητική σε πρώτες ύλες. Μόλις ένα κτήριο ολοκληρωθεί, η θέρμανση και ψύξη μετατρέπονται σε ωρολογιακές βόμβες ενέργειας. Υπάρχουν διάφορες ιδέες για το πώς να χειριστείτε κάθε ένα από αυτά τα ζητήματα, όπως οι παραλλαγές του χημικού τύπου του σκυροδέματος ή τα συστήματα παθητικής ψύξης.
Αλλά τώρα, μια μεγάλη ομάδα Αμερικανών ερευνητών έχει βρει μια ενιαία λύση που φαίνεται να διαχειρίζεται τα πάντα χρησιμοποιώντας ένα βιώσιμο υλικό που αντανακλά τόσο το φως του ήλιου και ακτινοβολεί την υπερβολική θερμότητα. Το θαύμα; Ξύλο. Ή μια μορφή ξύλου που έχει υποστεί επεξεργασία για να αφαιρέσει ένα από τα δύο βασικά συστατικά του.
Το ξύλο είναι ως επί το πλείστον ένα σύνθετο υλικό από δύο πολυμερή. Το ένα από αυτά, η κυτταρίνη, γίνεται με τη σύνδεση των σακχάρων σε μεγάλες αλυσίδες. Αυτή η κυτταρίνη αναμειγνύεται με ένα άλλο πολυμερές που ονομάζεται λιγνίνη, που στην πραγματικότητα δεν είναι ένα μόνο πολυμερές. Ο ακριβής χημικός τύπος του αρχικού του υλικού μπορεί να ποικίλει στα διάφορα είδη ξύλου και τυπικά περιέχει πολλαπλά σημεία όπου μπορούν να σχηματιστούν χημικοί δεσμοί, μετατρέποντας το πολυμερές σε ένα χαοτικό αλλά εξαιρετικά ισχυρό πλέγμα.
Η λιγνίνη προσδίδει μια σκληρότητα στο ξύλο που η κυτταρίνη στη φυσική της μορφή στο ξύλο δεν θα μπορούσε να δώσει.
Μια νέα χημική επεξεργασία ουσιαστικά αφαιρεί την λιγνίνη από το ξύλο. Η ακριβής φύση της διαδικασίας δεν αναφέρεται στο άρθρο, το οποίο υποδεικνύει ότι μπορεί να είναι εφιαλτικά περίπλοκο ή να περιλαμβάνει εξαιρετικά τοξικές χημικές ουσίες. Αλλά ένας έλεγχος δείχνει ότι η διαδικασία περιλαμβάνει την απόθεση του ξύλου σε πυκνό υπεροξείδιο του υδρογόνου και το βρασμό του. Ενώ δεν θα ήθελα να πιώ βρασμένο, πυκνό υπεροξείδιο του υδρογόνου, δεν είναι ένα ιδιαίτερα δύσκολο για τους χημικούς να το χειριστούν με ασφάλεια.
Με βάση την περιγραφή της λιγνίνης, θα αναμένετε ότι το ξύλο που προκύπτει θα είναι ασθενέστερο. Αλλά το ξύλο που έχει υποστεί αυτή τη χημική επεξεργασία στη συνέχεια συμπιέζεται. Χωρίς κύτταρα ή λιγνίνη για να τις διαφυλάξει, οι πολλές ομάδες οξυγόνου / υδρογόνου που κρεμονται από τα σάκχαρα είναι ελεύθερες να αλληλεπιδράσουν μεταξύ τους, δημιουργώντας ένα πυκνό πλέγμα δεσμών υδρογόνου. Αυτό τελικά καθιστά το υλικό πολύ ισχυρότερο από το ξύλο.
Υπάρχουν χιλιάδες τρόποι μέτρησης της αντοχής: αντοχή στην κάμψη, τάση, κρούσεις κλπ. Οι ερευνητές μέτρησαν αρκετές από αυτές και το τροποποιημένο ξύλο βγήκε μπροστά από το ακατέργαστο ξύλο σε μεγάλο βαθμό - κάπου από τρεις έως 10 φορές περισσότερο απο τις τιμές για το ξύλο. Εντυπωσιακά, για τουλάχιστον μία από αυτές τις μετρήσεις (αντοχή εφελκυσμού), βγήκε καλύτερη από ορισμένους τύπους χάλυβα και τιτανίου. Όλα αυτά σημαίνει ότι θα πρέπει να είναι δυνατή η χρήση του υλικού αυτού σε χώρους όπου κανονικά το ξύλο δεν είχε καμία πιθανότητα.
Πηγές: Από τον JOHN TIMMER - 5/24/2019, 1:48 AM στο Arstechnica
Science, 2019. DOI: 10.1126/science.aau9101 (About DOIs).