panel jendela kaca
Jendela kaca seperti ini bisa diganti dengan kayu transparan. Shutterstock / Visions-AD

Kayu adalah bahan purba yang telah digunakan manusia selama jutaan tahun, untuk pembangunan perumahan, kapal dan sebagai sumber bahan bakar untuk pembakaran. Ini juga merupakan sumber terbarukan, dan salah satu cara untuk menangkap kelebihan karbon dioksida dari atmosfer bumi. Saat ini, komponen utama kayu - selulosa - diproduksi setiap tahun di 20 kali volume baja.

Satu hal yang tidak akan Anda gunakan untuk kayu adalah membuat jendela. Sebaliknya kami mengandalkan kaca dan plastik, yang transparan dan, bila dikeraskan, dapat memberikan dukungan struktural. Tetapi bangunan kehilangan banyak panas melalui kaca, dan meskipun cahaya dapat membawa panas melalui material, itu bukan isolator yang baik. Inilah mengapa kita membutuhkan glazur ganda. Kayu, di sisi lain, sangat terisolasi tetapi tidak transparan. Biasanya.

Dalam beberapa tahun terakhir, ilmuwan material telah bereksperimen dengan membuat kayu transparan. Membuat kayu tembus pandang, dan mempertahankan sifat mekaniknya yang tinggi, akan memberikan alternatif yang baik untuk kaca dari sumber yang berkelanjutan dan terbarukan. Metode sebelumnya melakukan ini sangat intensif energi dan menggunakan bahan kimia berbahaya, tetapi sebuah studi baru telah menunjukkan cara membuat kayu transparan tanpa menggunakan energi dalam jumlah besar dalam prosesnya.

Melihat menembus kayu

Kurangnya transparansi kayu berasal dari kombinasi dua komponen utamanya, selulosa dan lignin. Lignin menyerap cahaya, dan kehadiran kromofor - senyawa aktif ringan - di dalam material membuat kayu terlihat coklat. Serat pada kayu, yang terutama terdiri dari selulosa, adalah struktur seperti tabung berlubang. Udara di dalam tabung berlubang ini menyebarkan cahaya, yang selanjutnya mengurangi transparansi material.


grafis berlangganan batin


Pekerjaan sebelumnya untuk membuat kayu transparan telah terlibat menghapus lignin sepenuhnya dari struktur dan menggantinya dengan bahan resin. Penghapusan lignin membutuhkan banyak bahan kimia berbahaya bagi lingkungan, dan juga sangat mengurangi sifat mekanik dari materi. membuatnya lebih lemah.

Studi baru, oleh para peneliti di Universitas Maryland, mendemonstrasikan bagaimana membuat kayu transparan menggunakan bahan kimia sederhana - hidrogen peroksida - yang biasa digunakan untuk memutihkan rambut. Bahan kimia ini memodifikasi kromofor, mengubah strukturnya sehingga tidak lagi bertindak untuk menyerap cahaya dan mewarnai kayu.

Hutan pinus cerah dengan batang kayu di latar depan.Menghilangkan komponen kayu, yang disebut lignin, dapat membuatnya tembus pandang. Shutterstock / Krasula

Bahan kimia tersebut dapat disikat ke kayu, dan kemudian diaktifkan menggunakan cahaya untuk menghasilkan bahan putih cemerlang - kayu pirang jika Anda suka. Reaksi kimia kayu dengan hidrogen peroksida sudah dikenal. Ini adalah dasar untuk memutihkan pulp kayu yang digunakan untuk pembuatan kertas - salah satu alasan mengapa kertas berwarna putih cemerlang.

Alasan lain mengapa kertas berwarna putih adalah karena pori-pori atau lubang pada strukturnya menyebarkan cahaya, seperti serat selulosa berongga pada kayu. Mengisi serat ini dengan resin mengurangi hamburan tersebut, memungkinkan cahaya melewati kayu dan membuatnya transparan, sambil mempertahankan sifat mekanis aslinya.

Jendela kayu

Ini adalah perkembangan yang sangat menarik yang menggunakan reaksi kimia hidrogen peroksida dengan lignin yang terkenal. Pendekatan ini juga dapat diterapkan pada bahan besar, yang mengarah ke produksi bahan bangunan transparan yang menawarkan potensi nyata untuk menggantikan kaca.

Karena bahan kimia disikat ke kayu, mungkin ada peluang untuk menambahkan efek dekoratif ke material. Hal ini dapat membuat panel material populer untuk aplikasi dalam ruangan, sekaligus menawarkan insulasi tambahan.

Pekerjaan lebih lanjut perlu dilakukan untuk mengoptimalkan reaksi dengan kayu, dan memasukkannya ke dalam proses otomatis industri. Tapi suatu hari nanti, Anda mungkin sedang duduk di rumah atau bekerja di gedung dengan jendela kayu.

tentang PenulisPercakapan

Steve Eichhorn, Profesor Ilmu dan Teknik Material, University of Bristol

Artikel ini diterbitkan kembali dari Percakapan di bawah lisensi Creative Commons. Membaca Artikel asli.

istirahat

Buku terkait:

Masa Depan yang Kita Pilih: Bertahan dari Krisis Iklim

oleh Christiana Figueres dan Tom Rivett-Carnac

Para penulis, yang memainkan peran kunci dalam Perjanjian Paris tentang perubahan iklim, menawarkan wawasan dan strategi untuk mengatasi krisis iklim, termasuk tindakan individu dan kolektif.

Klik untuk info lebih lanjut atau untuk memesan

Bumi Yang Tidak Dapat Dihuni: Kehidupan Setelah Pemanasan

oleh David Wallace-Wells

Buku ini mengeksplorasi konsekuensi potensial dari perubahan iklim yang tidak terkendali, termasuk kepunahan massal, kelangkaan makanan dan air, dan ketidakstabilan politik.

Klik untuk info lebih lanjut atau untuk memesan

Kementerian Masa Depan: Sebuah Novel

oleh Kim Stanley Robinson

Novel ini membayangkan dunia masa depan yang bergulat dengan dampak perubahan iklim dan menawarkan visi tentang bagaimana masyarakat dapat berubah untuk mengatasi krisis.

Klik untuk info lebih lanjut atau untuk memesan

Di Bawah Langit Putih: Sifat Masa Depan

oleh Elizabeth Kolbert

Penulis mengeksplorasi dampak manusia terhadap alam, termasuk perubahan iklim, dan potensi solusi teknologi untuk mengatasi tantangan lingkungan.

Klik untuk info lebih lanjut atau untuk memesan

Drawdown: Rencana Komprehensif yang Paling Sering Diusulkan untuk Menghilangkan Pemanasan Global

diedit oleh Paul Hawken

Buku ini menyajikan rencana komprehensif untuk mengatasi perubahan iklim, termasuk solusi dari berbagai sektor seperti energi, pertanian, dan transportasi.

Klik untuk info lebih lanjut atau untuk memesan