Desde que se introdujo por primera vez en 2016, la madera transparente ha sido desarrollada por investigadores del KTH Royal Institute of Technology como un material estructural innovador para la construcción de edificios. Deja pasar la luz natural e incluso puede almacenar energía térmica.
por KTH Royal Institute of Technology
La clave para convertir la madera en un material compuesto transparente es eliminar su lignina, el principal componente de la madera que absorbe la luz . Pero los poros vacíos que deja la ausencia de lignina deben llenarse con algo que restaure la fuerza de la madera y permita que la luz penetre.
En versiones anteriores del compuesto, los investigadores del Wallenberg Wood Science Center de KTH utilizaron polímeros a base de fósiles. Ahora, los investigadores han probado con éxito una alternativa ecológica: el acrilato de limoneno, un monómero hecho de limoneno. Informaron sus resultados en Ciencias Avanzadas .
«El nuevo acrilato de limoneno está hecho de cítricos renovables, como residuos de cáscaras que se pueden reciclar de la industria del jugo de naranja», dice el autor principal, Ph.D. estudiante Céline Montanari.
Se utiliza un extracto de la producción de jugo de naranja para crear el polímero que restaura la resistencia de la madera deslignificada y permite el paso de la luz.
El nuevo compuesto ofrece una transmitancia óptica del 90 por ciento con un grosor de 1,2 mm y una neblina notablemente baja del 30 por ciento, informan los investigadores. A diferencia de otros compuestos de madera transparente desarrollados durante los últimos cinco años, el material desarrollado en KTH está destinado a un uso estructural. Muestra un rendimiento mecánico de alta resistencia: con una resistencia de 174 MPa (25,2 ksi) y una elasticidad de 17 GPa (o aproximadamente 2,5 Mpsi).
Sin embargo, desde el principio, la sostenibilidad ha sido una prioridad para el grupo de investigación, dice el profesor Lars Berglund, jefe del Departamento de Tecnología de Fibras y Polímeros de KTH.
«Reemplazar los polímeros a base de fósiles ha sido uno de los desafíos que hemos tenido en la fabricación de madera transparente sostenible», dice Berglund.
Las consideraciones ambientales y la llamada química verde impregnan todo el trabajo, dice. El material está hecho sin disolventes y todos los productos químicos se derivan de materias primas de base biológica.
Los nuevos avances podrían permitir una gama de aplicaciones aún inexplorada, como la nanotecnología de la madera, dice Berglund. Las posibilidades incluyen ventanas inteligentes, madera para almacenamiento de calor, madera con función de iluminación incorporada, incluso un láser de madera.
«Hemos analizado hacia dónde va la luz y qué sucede cuando golpea la celulosa», dice Berglund. «Parte de la luz atraviesa la madera y hace que el material sea transparente. Parte de la luz se refracta y se dispersa en diferentes ángulos y produce efectos agradables en las aplicaciones de iluminación».
El equipo también está trabajando con el grupo de fotónica de Sergei Popov en KTH para explorar aún más las posibilidades de la nanotecnología.
