Il legno è un materiale antico che l’uomo utilizza da milioni di anni per la costruzione di abitazioni, oggetti, navi, carta e come combustibile. È anche una fonte rinnovabile e un modo per catturare l’anidride carbonica in eccesso dall’atmosfera terrestre. Oggi, del componente principale del legno – la cellulosa -se ne produce ogni anno fino a 20 volte il volume dell’acciaio.
Una cosa per cui nessuno penserebbe di usare il legno è come vetro per finestre, per questo ci affidiamo a vetro e plastica, che sono trasparenti e, una volta temprati, possono dare supporto strutturale.
Vetro e plastica, però, non sono molto vantaggiosi da punto di vista energetico, gli edifici perdono molto calore attraverso il vetro e, sebbene la luce possa trasmettere un po’ di calore attraverso questo materiale, come isolante è abbastanza scarso. Questo è il motivo per cui spesso si usano doppi vetri. Il legno, d’altra parte, è altamente isolante ma non è trasparente.
Generalmente.
Negli ultimi anni, gli scienziati dei materiali hanno sperimentato metodi per rendere il legno trasparente. Rendere trasparente il legno e mantenere le sue elevate proprietà meccaniche fornirebbe una buona alternativa al vetro da una fonte sostenibile e rinnovabile. I metodi precedenti per farlo erano ad alta intensità energetica e utilizzavano sostanze chimiche nocive, ma un nuovo studio ha dimostrato che esiste un modo per rendere il legno trasparente senza utilizzare enormi quantità di energia nel processo.
Legno trasparente
La mancanza di trasparenza del legno deriva dalla combinazione dei suoi due componenti principali, cellulosa e lignina. La lignina assorbe la luce e la presenza di cromofori – composti attivati dalla luce – nel materiale fa sembrare il legno marrone. Le fibre del legno, che comprendono principalmente la cellulosa, sono strutture a tubo cavo. L’aria in questi tubi cavi diffonde la luce, riducendo ulteriormente la trasparenza del materiale.
I precedenti lavori per rendere trasparente il legno comportavano la rimozione completa della lignina dalla struttura e la sua sostituzione con un materiale in resina. La rimozione della lignina richiede molte sostanze chimiche dannose per l’ambiente e riduce anche notevolmente le proprietà meccaniche del legno, cioè lo rende più debole.
Il nuovo studio, condotto da ricercatori dell’Università del Maryland, dimostra come rendere il legno trasparente utilizzando una semplice sostanza chimica – il perossido di idrogeno – comunemente usata per decolorare i capelli. Questa sostanza chimica modifica i cromofori, cambiando la loro struttura in modo che non agiscano più per assorbire la luce e colorare il legno.
La sostanza chimica può essere spazzolata sul legno e quindi attivata usando la luce per produrre un materiale bianco brillante che si potrebbe definire legno biondo. La reazione chimica del legno con l’acqua ossigenata è ben nota. È la base per lo sbiancamento della pasta di legno utilizzata per la fabbricazione della carta, uno dei motivi per cui la carta è di un bianco brillante.
L’altro motivo per cui la carta è bianca è perché i pori (o i buchi) nella sua struttura diffondono la luce, proprio come le fibre cave di cellulosa nel legno. Riempire queste fibre con resina riduce quella dispersione, permettendo alla luce di passare attraverso il legno e rendendolo trasparente, pur mantenendo le sue proprietà meccaniche originali.
Vetri per finestre in legno
Questo è uno sviluppo molto eccitante che utilizza le ben note reazioni chimiche del perossido di idrogeno con la lignina. L’approccio potrebbe essere applicato anche a pezzi di materiale di grandi dimensioni, portando alla produzione di materiali da costruzione trasparenti che offrono un reale potenziale per sostituire il vetro.
Poiché la sostanza chimica viene spazzolata sul legno, potrebbero esserci opportunità di aggiungere effetti decorativi al materiale. Ciò potrebbe rendere i pannelli di materiale popolari per applicazioni interne, offrendo anche un isolamento aggiuntivo.
È necessario lavorare ulteriormente per ottimizzare la reazione con il legno e per incorporarlo in un processo automatizzato industrialmente. Ma un giorno, in futuro, potremmo sederci in una casa o lavorare in un edificio con finestre che al posto dei vetri hanno lastre di legno trasparente.
