Le bois transparent arrive et il pourrait constituer une alternative écoénergétique au verre

vitres en verre
Les fenêtres en verre comme celles-ci pourraient être remplacées par du bois transparent. Shutterstock / Visions-AD

Le bois est un matériau ancien que les humains utilisent depuis des millions d'années pour la construction de logements, de bateaux et comme source de combustible pour la combustion. C'est aussi une source renouvelable et un moyen de capturer l'excès de dioxyde de carbone de l'atmosphère terrestre. Aujourd'hui, le principal composant du bois - la cellulose - est produit chaque année à 20 fois le volume d'acier.

Une chose pour laquelle vous n'utiliseriez pas le bois est la fabrication de fenêtres. Au lieu de cela, nous comptons sur le verre et le plastique, qui sont transparents et, une fois trempés, peuvent apporter un soutien structurel. Mais les bâtiments perdent beaucoup de chaleur à travers le verre, et si la lumière peut apporter de la chaleur à travers le matériau, ce n'est pas un bon isolant. C'est pourquoi nous avons besoin de double vitrage. Le bois, en revanche, est très isolant mais il n'est pas transparent. Habituellement.

Ces dernières années, les scientifiques des matériaux ont expérimenté la transparence du bois. Rendre le bois transparent et conserver ses propriétés mécaniques élevées constituerait une bonne alternative au verre issu d'une source durable et renouvelable. Méthodes précédentes de faire cela étaient très énergivores et utilisaient des produits chimiques nocifs, mais une nouvelle étude a montré un moyen de rendre le bois transparent sans utiliser d'énormes quantités d'énergie dans le processus.

Voir à travers le bois

Le manque de transparence du bois provient de la combinaison de ses deux composants principaux, la cellulose et la lignine. La lignine absorbe la lumière et la présence de chromophores - composés activés par la lumière - dans le matériau donne au bois un aspect brun. Les fibres du bois, qui comprennent principalement de la cellulose, sont des structures en forme de tube creux. L'air de ces tubes creux diffuse la lumière, réduisant encore la transparence du matériau.

Des travaux antérieurs sur la transparence du bois ont impliqué éliminer la lignine complètement de la structure et en le remplaçant par un matériau en résine. L'élimination de la lignine nécessite beaucoup de produits chimiques nocifs pour l'environnement et réduit considérablement les propriétés mécaniques du matériau. le rend plus faible.

La nouvelle étude, menée par des chercheurs de l'Université du Maryland, montre comment rendre le bois transparent à l'aide d'un simple produit chimique - le peroxyde d'hydrogène - couramment utilisé pour blanchir les cheveux. Ce produit chimique modifie les chromophores, en changeant leur structure afin qu'ils n'agissent plus pour absorber la lumière et colorer le bois.

Une forêt de pins ensoleillée avec des rondins au premier plan.L'élimination d'un composant du bois, appelé lignine, peut le rendre transparent. Shutterstock / Krasula

Le produit chimique peut être appliqué au pinceau sur le bois, puis activé à l'aide de lumière pour produire un matériau blanc brillant - du bois blond si vous le souhaitez. La réaction chimique du bois avec le peroxyde d'hydrogène est bien connue. C'est la base du blanchiment de la pâte de bois utilisée pour la fabrication du papier - l'une des raisons pour lesquelles le papier est d'un blanc brillant.

L'autre raison pour laquelle le papier est blanc est que les pores ou les trous de sa structure diffusent la lumière, tout comme les fibres de cellulose creuses du bois. Le remplissage de ces fibres avec de la résine réduit cette diffusion, permettant à la lumière de passer à travers le bois et de le rendre transparent, tout en conservant ses propriétés mécaniques d'origine.


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Fenêtres en bois

Il s'agit d'un développement très excitant qui utilise des réactions chimiques bien connues du peroxyde d'hydrogène avec la lignine. L'approche pourrait également s'appliquer à de grandes pièces de matériau, conduisant à la production de matériaux de construction transparents offrant un réel potentiel de remplacement du verre.

Parce que le produit chimique est brossé sur le bois, il peut y avoir des opportunités pour que des effets décoratifs soient ajoutés au matériau. Cela pourrait rendre les panneaux de matériau populaires pour les applications intérieures, tout en offrant une isolation supplémentaire.

Des travaux supplémentaires doivent être effectués pour optimiser la réaction avec le bois et pour l'incorporer dans un processus industriel automatisé. Mais un jour, à l'avenir, vous pourriez être assis dans une maison ou travailler dans un bâtiment avec des fenêtres en bois.

À propos de l’auteureLa Conversation

Steve Eichhorn, professeur de science et génie des matériaux, Université de Bristol

Cet article est republié de La Conversation sous une licence Creative Commons. Lis le article original.


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