Прозрачное дерево вместо стекла: Как яичный белок и рис превращают обычное дерево в стекло?
Представьте себе: обычное окно, но сделано оно… из дерева. Звучит немного дико, правда? А если добавить, что и экран вашего смартфона однажды может стать деревянным? Нет, это не шутка и не отрывок из сказки. Ученые всерьез работают над созданием прозрачной древесины, и, похоже, нашли довольно неожиданный рецепт.
Зачем вообще делать дерево прозрачным?
Ну, во-первых, давайте честно: стекло — штука довольно хрупкая. К тому же, оно не слишком хорошо удерживает тепло зимой и прохладу летом. А пластик? Да, он прочнее, но его производство и утилизация — та еще головная боль для экологии. Вот исследователи и ищут альтернативы.
Идея сделать древесину прозрачной витала в воздухе уже давно. Обычно для этого из дерева химически «вытравливали» лигнин — это такой природный полимер, который, собственно, и делает древесину непрозрачной и придает ей цвет. Пустоты потом заполняли эпоксидной смолой. Получался интересный материал, но была одна загвоздка: он переставал быть биоразлагаемым. Какой тогда смысл, если мы снова получаем материал, который будет валяться на свалках веками?
Назад к истокам: Привет из XVI века!
А вот тут-то и начинается самое интересное! Команда ученых из Университета штата Кеннесо в Джорджии под руководством Бхарата Баруа решила пойти другим путем. Вместо синтетической эпоксидки они обратились к… природе. И вдохновение пришло из весьма неожиданного источника.
Знаете, в родном штате Баруа, в индийском Ассаме, до сих пор стоят здания, построенные еще в 1500-х годах! А секрет их долговечности — особый раствор, который использовали вместо цемента. В его состав входили песок, клейкий рис и — внимание! — яичные белки. Да-да, обычные яичные белки. Подумать только, эти постройки простояли больше пяти веков! Эта история, по словам Баруа, всегда его завораживала. И вот, старинный рецепт подсказал идею для материала будущего.
Как из дерева, риса и яиц сделать «стекло»?
Процесс, конечно, немного сложнее, чем просто смешать ингредиенты. Сначала берут тонкие листы легкой древесины (например, бальзы). Затем их обрабатывают специальными растворами в вакууме. Цель — удалить тот самый лигнин и еще один компонент, гемицеллюлозу. После такой обработки остается только каркас из целлюлозы, похожий на плотную бумагу или губку.
А дальше — магия! Эти пустоты в целлюлозном каркасе заполняют смесью из рисового экстракта и яичного белка. Затем материал аккуратно высушивают в печи при невысокой температуре.
Что получилось в итоге?
На выходе — полупрозрачная пластина. Да, пока она не идеально прозрачная, как стекло, и имеет легкий коричневатый оттенок. Но это уже что-то! И самое главное — этот материал полностью биоразлагаем. То есть, старое окно или разбитый экран можно будет просто отправить в компост. Круто же?
Чтобы проверить свойства нового материала, исследователи сделали небольшой скворечник с таким «деревянным» окошком. Оказалось, что под лампой, имитирующей солнце, внутри этого скворечника было заметно прохладнее (на 5-6 градусов!), чем в точно таком же, но со стеклянным окном. Это говорит о хороших теплоизоляционных свойствах. Представляете, сколько можно будет экономить на кондиционировании или отоплении?
Что дальше?
Конечно, это только первые шаги. Ученым еще предстоит поработать над тем, чтобы сделать материал прочнее и прозрачнее. Нужно досконально изучить его свойства: как он переносит перепады температур, влажность, солнечное излучение.
Но сама идея использовать простые, натуральные, проверенные веками компоненты для создания высокотехнологичных материалов — звучит невероятно привлекательно. Кто знает, может, уже через несколько лет мы действительно будем смотреть на мир через окна, в создании которых поучаствовали обычные рис и яйца? Иногда самые гениальные решения лежат прямо у нас под носом… или в старинных рецептах.
