موفق به توسعه چوب شفاف برای صفحه نمایش گوشی های هوشمند و پنجره های آینده شده اند.
به گزارش ایسنا و به نقل از آی‌ای، چوب طبیعی یک منبع کلیدی برای ساخت و ساز، سوخت و مبلمان است که به دلیل تطبیق پذیری، تعداد پذیرنده و جذابیت و زیبایی، ارزشمند است. با این، با ابداع روش‌هایی برای تنظیم دقیق حالات ویژگی‌های انتقال نوری، حرارتی، مکانیکی و یونی مواد از طریق تغییرات شیمیایی و ساختاری در ساختار ذاتا متخلخل و ترکیب شیمیایی، امکانات بهتر برای چوب در حال ظهور است.
پژوهشگران در این هدف، استراتژی‌های نوآورانه را برای اصلاح چوب در سال‌های اخیر ابداع کرده‌اند و آن را با قابلیت‌های جدید آغشته کرده‌اند.
این پیشرفت‌ها را برای جایگزینی بالقوه مواد متعارف، غیرقابل‌قبول و وجود بر روی نفت در کاربردهای مختلف از جمله خودرو، ذخیره‌سازی انرژی، ساخت‌وساز و ترمیم محیط زیست باز می‌کند. این تغییر به معنای انحراف از حوزه های سنتی ساخت و ساز و صنایع کاغذ برای چوب است.
چوب شفاف با کاربردهای بالقوه از صفحه نمایش بسیار بادوام گوشی‌های هوشمند گرفته شده تا وسایل نوری نرم و درخشان، آماده تبدیل شدن به یک ابزار همه کاره است. علاوه بر این، می‌توان از آن در عناصری مانند پنجره‌هایی که قابلیت تغییر رنگ دارند، استفاده کرد.
یک پژوهش پیشرفته
پژوهشگری به نام «زیگفرید فینک» (Siegfried Fink) با حذف رنگدانه‌ها از سلولهای گیاهی، چوب شفاف ایجاد کرد، فرآیندی که در یک مجله تخصصی با فناوری چوب توضیح داد.
سپس برای بیش از 10 سال، ابداع فینک در سال 1992 به عنوان یک منبع در مورد چوب شفاف بود تا اینکه دانشمند دیگری در موسسه فناوری اطلاعاتی KTH در سوئد به نام لارس برگلوند(Lars Berglund) با آن آشنا شد.
همزمان، گروه دیگری از پژوهشگران به سرپرستی یک دانشمند مواد موسوم به لیانگ‌بینگ هو(Liangbing Hu) در دانشگاه مریلند در کالج پارک، به طور فعال در پیشبرد چوب شفاف از طریق مهندسی مستقیم چوب طبیعی وجود دارد.
چوب از کانال‌های عمودی کوچکی تشکیل شده است که شبیه یک بسته نی بسته شده با چسب است. این سلولهای لوله‌ای برای انتقال آب و مواد مغذی درون درخت کار می‌کنند. هر چه درخت قطع می‌شود و تبخیر می‌شود، حفره‌های هوا در آن باقی می‌مانند.
برای تولید چوب شفاف، ابتدا باید چسبی معروف به لیگ نین باشد که دسته‌های سلولی چوب را به هم مرتبط می‌کند و رنگ قهوه‌ای خاکی را به تنه‌ها و شاخه‌ها می‌دهد، تغییر می‌دهند یا از بین ببرند. پس از سفید کردن یا حذف رنگینین، یک شیر سفید از سلول های توخالی باقی می ماند.
نتیجه ساختاری، غیرشفاف، چرا که می‌ماند، که دیواره‌های سلولی، نور را به دلیل هوای موجود درون سلول‌ها در مشخص‌هایی که به نام «ضریب شکست» شناخته می‌شود، می‌شود.
بنابراین برای دستیابی به شفافیت، باید این محفظه‌های هوا را با موادی مانند رزین اپوکسی که نور را به درجه‌ای مشابه با دیواره‌های سلولی خم می‌کنند و چوب را شفاف می‌کنند، می‌سازند.
خواص متنوع
تیم‌های تحقیقاتی اکنون چوب شفاف که یک ماده ساختمانی با انرژی کارآمد و جمع‌آوری کننده نور است، ایجاد کرده است. آنها برای ساخت آن دو مرحله اصلی را دنبال می‌کنند: حذف لیگنین که نور را جذب می‌کند و چوب را با یک اپوکسی پلیمری مانند که با ضریب شکست مطابقت دارد.
این چوب شفاف حدود ۸۰ درصد مه نوری (معیار نور پراکنده) دارد که به بیش از ۸۵ درصد نور اجازه عبور می‌دهد و می‌تواند بدون ایجاد تابش خیره‌کننده، نور خورشید را وارد کند که به صرفه‌جویی در انرژی و روشنایی راحت در خانه می‌شود. این چوب شفاف روشنایی داخل ساختمان را به خوبی تضمین می‌کند.
همچنین دارای یکپارچگی مکانیکی قوی (حدود صد مگاپااسکال) است که به طور خودکار جذب می‌شود و در عین حال پذیرنده است و نگرانی‌های ایمنی را که معمولاً در شیشه‌ها وجود دارد، می‌کند.
علاوه بر این، چوب به عنوان یک عایق از شیشه پیشی می‌گیرد و به طور کامل به ساختمان‌ها در حفظ یا دفع گرما کمک می‌کند.
هو و تیمش در کار خود از پلی وینیل الکل(PVA)، پلیمری که معمولاً در چسب و بسته بندی مواد غذایی یافت می‌شود، برای تزریق درون چوب استفاده می‌شود. این طرح به ایجاد یک چوب شفاف با سرعت هدایت حرارتی پنج برابر کمتر از شیشه می‌شود.
برگلوند و تیمش در KTH و موسسه فناوری جورجیا همچنین راهی برای تقلید عملکرد پنجره‌های هوشمند کشف کردند که قادر به انتقال بین شفافیت و حالت‌های رنگی برای کنترل یا مسدود کردن نور خورشید است.
روش شامل لایه‌بندی یک پلیمر الکتروکرومیک – با قابلیت تغییر رنگ از طریق الکتریسیته – بین لایه‌های چوب شفاف پوشیده شده با مر الکترودی برای رسانش الکتریسیته بود.
اکنون هدف توسعه سازگاری با محیط زیست چوب شفاف با به حداقل رساندن استفاده از مواد شیمیایی مضر و پلیمرهای فسیلی در آن است.
انتهای پیام