Τέλος το γυαλί: Το μέλλον είναι αυτό το διαφανές φυτό - Η Κίνα το χρησιμοποιεί εδώ και 5000 χρόνια

Όταν πρόκειται για διαφανή δομικά υλικά, οι ειδικοί των κατασκευών, οι κατασκευαστές ηλεκτρονικών ειδών και οι επαγγελματίες της αεροδιαστημικής συνήθως επιλέγουν το γυαλί. Τώρα ένας απροσδόκητος υποψήφιος έχει αναδειχθεί ως μια πιο βιώσιμη επιλογή: το μπαμπού. Ενώ ακούγεται παράξενο στη θεωρία, στην πραγματικότητα παρουσιάζει πρακτικές λύσεις που ξεπερνούν αυτές του γυαλιού.

Γιατί το παραδοσιακό γυαλί λειτουργεί - και επίσης γιατί δεν λειτουργεί

Είτε πρόκειται για ένα παράθυρο, είτε για ένα ζευγάρι γυαλιά, είτε για ένα προστατευτικό οθόνης για το κινητό σας τηλέφωνο, το παραδοσιακό γυαλί πυριτίου -που έχει κατασκευαστεί από άμμο- υπήρξε το κύριο δομικό υλικό επιλογής λόγω της διαύγειας, της πλαστικότητας και της ανθεκτικότητάς του.

Από την άλλη πλευρά, το γυαλί έχει και τα μειονεκτήματά του. Είναι επιρρεπές σε θραύση όταν δέχεται σημαντική πίεση, δεν είναι πυράντοχο και δεν μπορεί να καταστείλει πλήρως τον καπνό. Επιπλέον, χωρίς την κατάλληλη υδρόφοβη επίστρωση, το γυαλί μπορεί να απορροφήσει νερό, γεγονός που μπορεί να οδηγήσει σε συσσώρευση υγρασίας και φθορά με την πάροδο του χρόνου.

Σε μια προσπάθεια να αναζητήσουν μια ισχυρότερη, ανανεώσιμη εναλλακτική λύση, οι ερευνητές του Central South University of Forestry and Technology (CSUFT) στην Changsha της Κίνας στράφηκαν στο μπαμπού -ένα αρχαίο οικοδομικό υλικό που χρονολογείται εδώ και 5000 χρόνια- για να δημιουργήσουν μια νέα μορφή διαφανούς γυαλιού.

Όσον αφορά το ξύλο, το μπαμπού είναι ανώτερο από τα υπόλοιπα

Δεν είναι η πρώτη φορά που οι επιστήμονες χρησιμοποιούν μια ανανεώσιμη πηγή όπως το ξύλο για την ανάπτυξη γυαλιού. Η διαδικασία περιλαμβάνει την εξαγωγή της λιγνίνης από τις ίνες και στη συνέχεια την επεξεργασία του εναπομείναντος υλικού με πολυμερή όπως το εποξικό ή το πλεξιγκλάς. Αυτό καθιστά το υλικό διαφανές και ανθεκτικό, πολύ περισσότερο από το παραδοσιακό γυαλί.

Δυστυχώς, το ξύλο είναι πολύ πιο εύφλεκτο από το γυαλί. Η υψηλή ζήτηση για ξύλο σημαίνει επίσης ότι τα δάση χρειάζονται πολύ περισσότερο χρόνο για να αναγεννηθούν.

Αντλώντας έμπνευση από αυτά τα προηγούμενα πειράματα, η ομάδα του CSUFT -με επικεφαλής τους καθηγητές Caichao Wan και Yiqiang Wu- χρησιμοποίησε μια παρόμοια διαδικασία στο μπαμπού. Αφού αφαίρεσαν τη λιγνίνη και επεξεργάστηκαν το εναπομείναν υλικό με ένα ανόργανο υγρό πυριτικό νάτριο, στη συνέχεια εφάρμοσαν μια υδρόφοβη επίστρωση.

Το τελικό αποτέλεσμα είναι μια διάφανη, τρισδιάστατη δομή μπαμπού, η οποία έχει διαπερατότητα φωτός 71,6%, είναι αδιάβροχη και πυρίμαχη και μπορεί να εμποδίσει τον καπνό και το μονοξείδιο του άνθρακα. Όσον αφορά τις μηχανικές ικανότητες, διαθέτει μονάδα κάμψης 7,6 GPa καθώς και μονάδα έλξης 6,7 GPa.

Είναι πεντακάθαρο: Το διαφανές μπαμπού είναι η απάντηση της φύσης στη μακροπρόθεσμη βιωσιμότητα

Ως ανανεώσιμος πόρος, λέει ο καθηγητής Wan, το μπαμπού αναπτύσσεται ταχύτατα και μπορεί να συγκομιστεί χωρίς να βλάψει τα οικοσυστήματα.

«Το μπαμπού, που συχνά αναφέρεται ως «το δεύτερο δάσος», διαθέτει γρήγορο ρυθμό ανάπτυξης και αναγέννησης, επιτρέποντάς του να φτάσει στην ωριμότητα και να χρησιμοποιηθεί ως δομικό υλικό μέσα σε τέσσερα έως επτά χρόνια από την ανάπτυξή του», εξήγησε. «Με παραγωγή τετραπλάσια από την παραγωγή ξύλου ανά στρέμμα, το μπαμπού αναγνωρίζεται για την εξαιρετική αποτελεσματικότητά του».

Σε σύγκριση με το παραδοσιακό γυαλί, οι μοναδικές ιδιότητες του διαφανούς μπαμπού το καθιστούν ιδανικό για «υψηλή φωτοπερατότητα και υψηλό συντελεστή θολότητας, επιτρέποντας την προστασία της ιδιωτικής ζωής και διευκολύνοντας την είσοδο του φυσικού φωτός στο εσωτερικό». Είναι επίσης πολλά υποσχόμενο ως συστατικό στην ηλιακή τεχνολογία, καθώς μπορεί να λειτουργήσει ως στρώμα διαχείρισης φωτός για τα ηλιακά κύτταρα περοβσκίτη, αυξάνοντας έτσι την απόδοση μετατροπής τους κατά 15,29%.

Ο καθηγητής Wan λέει ότι η ομάδα του CSUFT σχεδιάζει να επικεντρωθεί στην «κατασκευή μεγάλης κλίμακας και την πολυλειτουργικότητα» του διαφανούς μπαμπού καθώς συνεχίζει την έρευνά της.

Προς το παρόν, τα αποτελέσματα που απέδωσαν είναι ενδεικτικά των προοπτικών του μπαμπού ως βιώσιμης εναλλακτικής λύσης του γυαλιού σε πραγματικές εφαρμογές. Ίσως στο εγγύς μέλλον, διάφορες βιομηχανίες αρχίσουν να αναγνωρίζουν τα οφέλη αυτού του καινοτόμου υλικού και να μεταβούν στη χρήση του αντί του παραδοσιακού γυαλιού. Μέχρι τότε, το μπαμπού αποτελεί ένα πολλά υποσχόμενο βήμα προς τα εμπρός στο ταξίδι για βιώσιμα, διαφανή δομικά υλικά.