Transparant hout nu nog sterker dan glas

Transparant hout bestaat al langer. Maar door een nieuw proces is het is nu nog beter geworden. Daardoor komen we een stap dichter bij een vorm van glas, die veel beter isoleert dan de ruiten van nu.

Lignine erg belangrijk

Ruwweg gezegd bestaat hout uit twee belangrijke componenten: cellulose en lignine. Lignine is een soort ‘lijm’, die de cellulose bij elkaar houdt. Daardoor wordt het hout extra sterk. Cellulose op zichzelf is nogal bros. Goedkope houtsoorten zoals vurenhout en populier bestaan bijna geheel uit cellulose. Hout etende zwammen weten daar wel raad mee. Houtsoorten als eiken, met veel lignine, zijn veel duurzamer.

Het meestal gevolgde proces voor het transparant maken van hout, onder meer ontwikkeld op de KTH van Stockholm [1] omvat het weken van het hout in NaClO2, natriumchloriet. Dit is een chemische verbinding die in bleekmiddel en tandpasta’s wordt gebruikt. In dit proces verwijdert natriumchloriet het lignine. Daardoor blijft het doorzichtige cellulose over.

Lignine doorzichtig gemaakt

Dit kost echter veel chemicaliën, levert vloeibaar afval op dat moeilijk te recyclen is en het hout kan verzwakken. Liangbing Hu van de Universiteit van Maryland en zijn collega’s bedachten daarom iets beters. Een methode die ook de lignine doorzichtig maakt, in plaats van deze volledig te verwijderen. Dit is sneller en gebruikt minder grondstoffen dan het standaard lignine-verwijderingsproces. Het hout werd ook versterkt.

De methode van de onderzoekers komt voort uit de recente ontdekking dat je lignine transparant kan maken, door alleen de chromatoforen te verwijderen. Dat zijn die delen van de lignine moleculen, die ze hun kleur geven.

Ze borstelden waterstofperoxide (H2O2), een bekend middel om mee te ontsmetten, over het oppervlak van het hout. Vervolgens lieten ze het hout een uurtje onder een UV-lamp liggen, die ontworpen is om natuurlijk zonlicht te simuleren. De chromatoforen kregen een optater van het UV-licht, waardoor ze reageerden met de waterstofperoxide en oplosten. [2]

Vervolgens weekten ze het hout in ethanol (“alcohol”) om eventuele resten vuil te verwijderen. [2]

Daarna vulden ze de poriën in het hout met heldere epoxy. Deze laatste stap hoort ook bij het maken van ligninevrij transparant hout.

Een productieproces voor transparant hout werd al enkele jaren eerder op de technische universiteit KTH in Stockholm ontwikkeld. Bron: KTH/Peter Larsson (fair use)

Transparant hout nu vijftig keer sterker

Het eindproduct is een stuk hout van 1 mm dik, dat meer dan 90 procent van het licht doorlaat en meer dan 50 keer sterker is dan transparant hout zonder lignine. Het transparant hout is lichter en sterker dan glas. Het zou kunnen worden gebruikt voor dragende ramen en daken. Het kan mogelijk worden gebruikt om een ​​doorzichtig huis te maken, aldus ontdekker Hu.

Aantrekkelijk aan het materiaal is dat het wel licht doorlaat, maar bij grotere diktes toch het licht verstrooit. En beelden wazig maakt. Daardoor is het niet mogelijk door het houten glas heen te kijken. En biedt het toch een vorm van privacy. Ook is dit materiaal UV-resistent, in tegenstelling tot polycarbonaat. Dat maakt transparant hout erg interessant. Ook voor tuinders, aannemers en voor elektronica ontwerpers, is dit een materiaal om beslist in de gaten te houden. Wie het zelf wil maken, kan experimenteren met de handleiding van Hackaday [3]. Hopelijk komt na deze doorbraak, het materiaal nu op grote schaal beschikbaar.

Bronnen

1. Wooden windows? New material could replace glass in solar cells and buildings, KTH Nyheter, 2016
2. Lianbing Hu et al., Solar-assisted fabrication of large-scale, patternable transparent wood, Science Advances, 2021, Vol. 7, no. 5, eabd7342, DOI: 10.1126/sciadv.abd7342
3. Make your own transparent wood, Hackaday, 2016

Laat een reactie achter

Dutch