Suốt thời gian qua, các kiến trúc sư và kỹ sư luôn tìm kiếm những loại vật liệu xanh và bền vững hơn. Khoảng một năm trước, các nhà khoa học tại Đại học Maryland, College Park đã phát triển thành công một loại gỗ trong suốt cao cấp. Với ưu thế nhẹ nhưng cứng hơn thép, đón sáng tốt hơn thủy tinh và cực kỳ thân thiện với môi trường, nguyên liệu gỗ trong suốt này mang tiềm năng rất lớn trong lĩnh vực xây dựng và nội thất như một nguồn nguyên liệu xanh hơn và sạch hơn.
Gỗ trong suốt – một nghiên cứu đột phá từ trường ĐH Maryland
Họ đã làm như thế nào?
Tiến sĩ Liangbing Hu, thuộc khoa Vật liệu và Kỹ thuật, miêu tả tiến trình tạo ra một mảnh gỗ trong suốt gồm 02 bước: Đầu tiên, dùng phương pháp hóa học loại bỏ chất lignin – một loại chất hữu cơ trong mạch cây để tạo màu vàng nhạt cho gỗ. Bước này cũng được dùng trong quá trình sản xuất bột giấy.
Dùng sodium hydroxide và hydrogen peroxide để loại bỏ lignin khỏi gỗ. Nguồn: ĐH Maryland.
Trong bước thức 2, các nhà nghiên cứu bơm epoxy vào các rãnh và mạch của gỗ như một chất tăng cường.
Các chất epoxy thường được sử dụng trong keo và gia cường cho vật liệu composite trong xây dựng. Bước này thường tốn khoảng một giờ đồng hồ và giúp duy trì trạng thái của sợi nano cellulose.
“Những sợi cellulose siêu nhỏ này sẽ hình thành các rãnh tường giúp cường lực gỗ. Chúng tôi không đụng đến các rãnh này. Lần đầu tiên các nhà khoa học có thể duy trì cấu trúc xương sống của gỗ và làm cho vật liệu này trong suốt đồng thời rắn chắc hơn.” – ông Hu cho biết
Sau khi khử màu, polymer hoặc expoxy được bơm vào gỗ để gia cường gỗ. Nguồn: ĐH Maryland.
Những tiềm năng lớn của loại vật liệu cũ mà mới
Tiến sĩ Hu cho rằng loại gỗ trong suốt này được nghiên cứu nhiều hơn các loại gỗ truyền thống và có thể thay thế được các vật liệu khác do tính thân thiện môi trường.
Trong một thế giới mà kiến trúc đô thị phụ thuộc quá nhiều vào các vật liệu kính và thép, việc có thể dùng loại gỗ trong suốt và phân hủy dễ dàng như một loại vật liệu thay thế sẽ tạo nên một cuộc cách mạng về ý tưởng trong thiết kế. Ngoài ra còn giúp giảm thiểu chi phí sưởi ấm và tiêu thụ nhiên liệu. Trong tương lai gần, một khả năng rất rõ ràng là vật liệu này có thể thay thế thủy tinh.
“Với khả năng cách nhiệt kém, kính thủy tinh trở thành một vấn đề lớn vào mùa hè và mùa đông”. Ông Hu giải thích. Là vật liệu cách nhiệt tự nhiên, gỗ có thể giữ ấm trong mùa lạnh và mát mẻ vào mùa nóng.
Nghiên cứu cũng hé lộ vật liệu gỗ composites trong suốt có tính thấu quang cao, có tiềm năng ứng dụng trong lĩnh vực năng lượng mặt trời. Nói về khả năng kiểm soát và không cản sáng tiên tiến của loại gỗ trong suốt này, ông Hu cho biết: “Nếu ta đặt chúng phía trước một tấm pin mặt trời, lượng ánh sáng được hấp thụ sẽ nhiều hơn và hiệu quả tạo nhiệt điện cao hơn đến 30%”.
Với việc luôn tìm kiếm vật liệu xanh trong xây dựng, gỗ trong suốt cung cấp rất nhiều ứng dụng rộng lớn cho kiến trúc sư và kỹ sư.
“Nếu so trên một đơn vị trọng lượng, gỗ có độ cứng bằng hoặc thậm chí hơn cả thép nhưng vẫn nhẹ hơn thép” ông Hu nói.
Mặc dù chưa được sản xuất, nhưng từ việc thử nghiệm các mô hình nhà nhỏ ứng dụng trần bằng gỗ trong suốt cho thấy gỗ cách nhiệt tốt hơn và đón sáng tốt hơn vật liệu kính.
Nhóm nghiên cứu đang tìm thêm nguồn tài trợ để mở rộng dự án. Với khá nhiều số lượng yêu cầu thương mại nhóm nhận được, ông Hu dự đoán vật liệu gỗ trong suốt sẽ sớm có mặt trên thị trường trong vài năm tới.
Nguồn: CNN
