GỖ TRONG SUỐT

Nghiên cứu mới giúp mang gỗ trong suốt đến gần với những ứng dụng thực tiễn.

gỗ trong suốt
Ảnh internet

Trường cao đẳng PARK, MD – những bước phát triển mới nghiên cứu về gỗ trong suốt đã tạo nên cơn sốt vào tháng 3 năm 2016. Các nhà nghiên cứu tại viện công nghệ hoàng gia thụy điển khám phá ra rằng: họ đã có thể loại bỏ “ligin” trong gỗ. Các phân tử khiến cho gỗ bị cứng và tối, và thay thế chúng bằng nhựa epoxy.

Một năm sau đó, các kỹ sư ở đại học Maryland đã chứng minh  rằng: gỗ trong suốt có thể cung câp nhiều ánh sáng tự nhiên. Nó phù hợp hơn và các tác động tích cực hơn so với kính. Nghiên cứu này đã được công bố trên tạp chí Journal of Advnaced Materials.

Các nhà nghiên cứu đã phác họa quá trình nghiên cứu của họ tương tự như nghiên cứu trước đó của các nhà nghiên cứu Thụy Điển. Họ bắt đầu bằng việc tẩy trắng ligin trong gỗ. Sau đó ngâm gỗ trong epoxy, và làm cho gỗ sáng hơn. Trong khi các nhà nghiên cứu thụy điển sử dụng gỗ cây bông bấc với kích thước 10*10cm mỗi miếng, nhóm nghiên cứu UMD đã bắt đầu sử dụng các khối vuông gỗ linden nhỏ khoảng 2*2cm. Các nhà nghiên cứu đều cho rằng rất có tiềm năng để nghiên cứu trên mảng gỗ lớn hơn.

Gỗ trong suốt cũng rắn chắc hơn gỗ tự nhiên và có thể sử dụng ở nơi hiếm có các vật liệu thân thiện với môi trường như nhựa. Nó có khả năng biến đổi kiến trúc bằng cách sử dụng các kết cấu mới lạ như các khung cửa sổ chịu tải. Các yếu tố như vậy cũng có thể mang lại sự cải thiện về hiệu quả năng lượng so với thủy tinh hoặc các vật liệu truyền thống khác.

gỗ trong suốt
Ảnh internet

Vào tháng 2 năm 2019, một nghiên cứu được công bố trên tạp chí Journal of Materials Research đã tiết lộ rằng Trung Quốc đã phát triển một quy trình mới, loại bỏ lignin ra khỏi các tấm gỗ lớn hơn. Mục đích của quá trình này là loại bỏ càng nhiều legin ra khỏi gỗ càng tốt, chừa chỗ trống cho epoxy để tạo ra sản phẩm gỗ trong suốt hơn và cứng chắc hơn.

Để làm được điều này, các nhà nghiên cứu đã hấp các mảnh gỗ thông tự nhiên và gỗ trầm bằng cách đặt chúng trên một lớp lưới nằm phía trên dung dịch hydro peroxide sôi. Khi mà màu vàng của mẫu biến mất, trong khoảng thời gian từ 2-12 tiếng, các nhà nghiên cứu rửa mẫu gỗ lại bằng nước lạnh và cồn.

Các nhà nghiên cứu cho biết hơi nước thấm vào các mẫu gỗ tốt hơn các dung dịch tẩy trắng và để lại các vật liệu tổng hợp gỗ trong suốt với một nửa hàm lượng lignin của gỗ trong suốt được làm trước đó. Thành công với các mẫu 21 x 19 cm, nghiên cứu cho thấy kỹ thuật này giữ lại tính toàn vẹn cấu trúc của gỗ bằng cách giữ nguyên cellulose trong thành tế bào.

Thành công của kỹ thuật chỉnh sửa hơi nước này được cho là do cách cắt gỗ. Trong khi các nhà nghiên cứu trong các nghiên cứu năm 2016 cắt giảm hạt để đảm bảo rằng các kênh hút nước và chất dinh dưỡng từ rễ nằm dọc theo chiều ngắn nhất của cửa sổ, nhóm nghiên cứu Trung Quốc đã cắt ngang các mao mạch.

Lars Berglund thuộc Trung tâm Khoa học Gỗ Wallenberg thuộc Viện Công nghệ Hoàng gia KTH lưu ý rằng: khi gỗ được cắt ngang qua các sợi, các tính chất cơ học không tốt lắm, vì vậy nghiên cứu này có thể ít thú vị hơn từ quan điểm ứng dụng. Kỹ thuật biến đổi hơi nước sẽ cần được nghiên cứu thêm bằng cách sử dụng nhiều loại gỗ khác nhau để khám phá thêm các tính chất cơ học và khả năng mở rộng của kỹ thuật này.

Sự tiến bộ này trong nghiên cứu gỗ trong suốt đưa chúng ta đến gần hơn với khả năng cửa sổ và nhà kính thân thiện với môi trường và tiết kiệm năng lượng hơn, vốn là mục tiêu của nghiên cứu trước đây.

Ví dụ, nghiên cứu UMD năm 2016, do Liangbing Hu thuộc Khoa Khoa học và Kỹ thuật Vật liệu và Trung tâm Nghiên cứu Năng lượng của UMD dẫn đầu, cho thấy gỗ trong suốt giúp cách nhiệt tốt hơn và cho ánh sáng gần như thủy tinh, đồng thời loại bỏ ánh sáng chói và ánh sáng trong nhà phù hợp.

Các kênh trong gỗ trực tiếp ánh sáng nhìn xuyên qua vật liệu, nhưng gỗ trong suốt vẫn có tất cả các cấu trúc tế bào bao gồm các mảnh gỗ ban đầu. Thông qua một đặc tính gọi là khói mù, các cấu trúc tế bào dội xung quanh ánh sáng chiếu vào bề mặt, điều đó có nghĩa là ánh sáng không trục tiếp chiếu vào mắt ai đó khi họ nhìn trực tiếp vào cửa sổ làm từ vật liệu này.

Các phát hiện của nhóm nghiên cứu đã được rút ra, một phần, từ các thử nghiệm trên những ngôi nhà mô hình nhỏ với một tấm gỗ trong suốt trên trần nhà mà nhóm đã xây dựng. Các thử nghiệm cho thấy ánh sáng được phân bố đều hơn xung quanh một không gian có mái gỗ trong suốt hơn mái kính. Theo Tian Li, tác giả chính của nghiên cứu vào tháng 8 năm 2016, gỗ trong suốt cho phép ánh sáng chỉ kém hơn một chút so với thủy tinh, nhưng nhiệt độ thấp hơn rất nhiều.

gỗ trong suốt
Ảnh internet

Nó rất trong suốt, nhưng vẫn cho phép một chút riêng tư vì không thể hoàn toàn nhìn xuyên qua nó được, Li nói. Chúng tôi đã học được rằng các kênh trong gỗ truyền ánh sáng có bước sóng xung quanh phạm vi bước sóng của ánh sáng khả kiến, nhưng nó chặn các bước sóng mang phần lớn nhiệt.

Ngoài ra, trong Hội nghị thượng đỉnh đổi mới ARPA-E năm 2017 của Bộ Năng lượng, Shell GameChanger đã tổ chức một cuộc thi mang tên “Ý tưởng năng lượng để thay đổi thế giới”. Ông Hu đưa ra hội đồng xem xét ý tưởng của mình cho các ngôi nhà tiết kiệm năng lượng thông qua việc sử dụng cửa sổ gỗ trong suốt làm chất cách nhiệt.

gỗ trong suốt

“Không dựa vào góc của mặt trời” có nghĩa là con mèo của bạn sẽ không phải thức dậy mỗi vài phút khi ánh sáng mặt trời di chuyển sang nơi khác. “Ánh sáng mặt trời sẽ ở cùng một chỗ. Ngoài ra, căn phòng sẽ được chiếu sáng đều hơn mọi lúc.”

Amber Furiture!
Nguồn Internet

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *