Kính có thể sớm phải đối mặt với một đối thủ không ngờ tới – tre. Các nhà khoa học ở Trung Quốc đã biến tre cũ thông thường thành một vật liệu trong suốt, vừa chống cháy, vừa chống nước, vừa ngăn khói.
Kính silica, làm từ cát, vẫn là vật liệu xây dựng được lựa chọn khi bạn cần thứ gì đó trong suốt nhưng chắc chắn, như cửa sổ. Nhưng nó không thực sự bền vững, vừa nặng vừa giòn.
Gỗ trong suốt thực sự đã lấn át kính trong vài năm nay. Các nhà khoa học loại bỏ lignin khỏi sợi gỗ bằng phương pháp hóa học, sau đó xử lý phần vật liệu còn lại bằng plexiglass hoặc epoxy. Kết quả cuối cùng là một vật liệu trong suốt, có thể tái tạo và chắc chắn như hoặc chắc hơn kính, đồng thời nhẹ hơn và cách nhiệt tốt hơn.
Tuy nhiên, vẫn còn một số vấn đề khi sử dụng gỗ. Gỗ dễ cháy hơn nhiều so với kính và hiện đang có nhu cầu cao, trong khi phải mất quá nhiều thời gian để bổ sung. Vì vậy, đối với nghiên cứu mới, các nhà nghiên cứu tại Đại học Lâm nghiệp và Công nghệ Trung Nam (CSUFT) ở Trung Quốc đã chuyển sang sử dụng tre thay thế.
“Tre, thường được gọi là ‘khu rừng thứ hai’, có tốc độ sinh trưởng và tái sinh nhanh, cho phép nó đạt đến độ trưởng thành và được sử dụng làm vật liệu xây dựng trong vòng bốn đến bảy năm sinh trưởng”, Caichao Wan, tác giả liên hệ của nghiên cứu cho biết. “Với sản lượng cao gấp bốn lần so với gỗ trên một mẫu Anh, tre được công nhận vì hiệu quả đặc biệt của nó”.
Cấu trúc bên trong và thành phần hóa học của tre rất giống với gỗ, vì vậy nhóm nghiên cứu đã sử dụng cùng một phương pháp để làm cho nó trong suốt. Sau khi loại bỏ lignin, tre được truyền natri silicat lỏng vô cơ, làm thay đổi độ khúc xạ ánh sáng của các sợi để làm cho nó trong suốt. Sau đó, nó được xử lý để làm cho vật liệu kỵ nước hoặc đẩy nước.
Kết quả cuối cùng là một cấu trúc ba lớp - silane ở trên cùng, silicon dioxide ở giữa và natri silicat ở dưới cùng. Tre trong suốt, có độ truyền sáng là 71,6%, chống cháy, chống thấm nước và chặn khói và carbon monoxide. Về mặt cơ học, nó tự hào có mô đun uốn là 7,6 GPa và mô đun kéo là 6,7 GPa.
Không chỉ có thể sử dụng loại tre trong suốt này làm vật liệu xây dựng, mà khi được sử dụng làm chất nền cho pin mặt trời perovskite, nó hoạt động như một lớp quản lý ánh sáng. Điều đó đã thúc đẩy hiệu suất chuyển đổi năng lượng của pin lên 15,29%.
"Trong nghiên cứu trong tương lai, chúng tôi sẽ tập trung vào việc chế tạo quy mô lớn và đa chức năng của loại tre trong suốt này", Wan cho biết.
Nghiên cứu đã được công bố trên tạp chí Research.
Nguồn: NewAtlas.
12 Phát minh tuyệt vời cho việc khai thác gỗ
