Hace treinta años, un botánico en Alemania tuvo un simple deseo: ver el funcionamiento interno de las plantas leñosas sin diseccionarlas. Siegfried Fink logró esto blanqueando pigmentos en células vegetales Crear madera transparentePublicó su técnica en una revista especializada en tecnología de la madera. El artículo de 1992 siguió siendo la última palabra sobre la madera transparente durante más de una década, hasta que un investigador llamado Lars Berglund se topó con él.
Berglund se inspiró en el descubrimiento de Fink, pero no por razones botánicas. El científico de materiales, que trabaja en el Real Instituto de Tecnología KTH de Suecia, se especializa en compuestos poliméricos y estaba interesado en encontrar una alternativa más robusta al plástico transparente. No fue el único interesado en las virtudes de la madera. Al otro lado del océano, investigadores de la Universidad de Maryland han estado ocupados con un objetivo relacionado: aprovechar el poder de la madera para fines no convencionales.
Ahora, tras años de experimentación, la investigación sobre estos grupos está empezando a dar frutos. La madera transparente pronto podría utilizarse en pantallas superresistentes de teléfonos inteligentes; En luminarias incandescentes suaves; e incluso características estructurales, como ventanas que cambian de color.
«Realmente creo que este material tiene un futuro prometedor», afirma Qiliang Fu, especialista en nanotecnología de la madera de la Universidad Forestal de Nanjing (China), que trabajó en el laboratorio de Berglund cuando era estudiante de posgrado.
La madera está formada por innumerables pequeños canales verticales, como un estrecho haz de paja unido con pegamento. Estas células en forma de tubo transportan agua y nutrientes por todo el cuerpo. árbolCuando se corta el árbol y la humedad se evapora, quedan bolsas de aire. Para crear madera transparente, los científicos primero necesitan modificar o eliminar el pegamento, llamado lignina, que mantiene unidos los haces de células y proporciona a los troncos y ramas la mayor parte de su color marrón terroso. Después de blanquear o eliminar la lignina, queda un esqueleto blanco lechoso de células huecas.
Este esqueleto todavía es opaco, porque las paredes celulares desvían la luz de manera diferente que el aire en las bolsas de las células, un valor llamado índice de refracción. Rellenar las bolsas de aire con un material como resina epoxi que desvía la luz en un grado similar a las paredes celulares hace que la madera sea transparente.
El material en el que trabajaron los científicos era delgado, por lo general con un grosor de menos de un milímetro a aproximadamente un centímetro. Pero las células crean una fuerte estructura de panal y las diminutas fibras de la madera son más fuertes que las mejores fibras de carbono, dice el científico de materiales Liangping Hu, que dirige el grupo de investigación que trabaja con madera transparente en la Universidad de Maryland en College Park. Y con la adición de resina, la madera clara supera al plástico y al vidrio: en pruebas que miden la facilidad con la que los materiales se agrietan o rompen bajo presión, la madera clara resultó casi tres veces más fuerte que el plástico transparente como el plexiglás y aproximadamente 10 veces más fuerte que el vidrio.
“Los resultados son sorprendentes, ya que un trozo de madera puede ser tan resistente como el vidrio”, afirma Ho, que arroja luz sobre esta idea. Características de la madera transparente. En Revisión anual de la investigación de materiales 2023.
Este proceso también funciona con madera más gruesa, pero ver a través de ese material es más borroso porque dispersa más luz. En su estudio original de 2016, él y Berglund descubrieron que láminas de estructuras de madera rellenas de resina de un milímetro de espesor dejan pasar entre el 80 y el 90 por ciento de la luz. Cuanto más cercano es el espesor a un centímetro, menor es la transmitancia de la luz: el grupo de Berglund informó que la madera de 3,7 milímetros de espesor (aproximadamente el espesor de dos centavos) transmitía sólo el 40 por ciento de la luz.
La forma delgada y la resistencia del material significan que puede ser una excelente alternativa a los productos hechos de piezas delgadas de plástico o vidrio fácilmente rompibles, como las pantallas. Por ejemplo, la empresa francesa Woodoo utiliza un proceso similar para eliminar la lignina en sus pantallas de madera, pero deja menos lignina para crear un color estético diferente. La empresa diseña pantallas digitales reciclables y sensibles al tacto para productos, incluidos tableros de instrumentos de automóviles y vallas publicitarias.
Pero la mayoría de las investigaciones se han centrado en la madera transparente como característica arquitectónica, y su uso para ventanas es particularmente prometedor, dice Prodot Dhar, ingeniero bioquímico del Instituto Indio de Tecnología en Varanasi. La madera transparente es un aislante mucho mejor que el vidrio, por lo que puede ayudar a los edificios a retener o disipar el calor. Él y sus colegas también utilizaron alcohol polivinílico, o PVA, un polímero utilizado en pegamentos y envases de alimentos, para infiltrarse en las estructuras de la madera, lo que dio como resultado una madera transparente que conduce el calor a un ritmo más rápido. Cinco veces menos que el vidrio, El equipo informó en 2019 en Materiales funcionales avanzados.
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