FOTO. Zinātnieki laboratorijā radījuši caurspīdīgu koku

Vai varat iedomāties viedtālruni ar koka ekrānu? Vai māju ar koka logiem? Droši vien nē, ja vien neesat dzirdējis par caurspīdīgu koku. Izgatavots, pārveidojot koka dabisko struktūru, šis materiāls tiek piedāvāts kā izturīga, videi draudzīga plastmasas alternatīva. Pētnieki ir izveidojuši caurspīdīgu koksnes materiālu no gandrīz pilnībā dabīgām izejvielām un piešķīruši tam spēju vadīt elektrību, raksta "phys.org".

"Mūsdienās plastmasa ir visur, ieskaitot mūsu ierīces, kuras mēs nēsājam līdzi. Un tā ir problēma, kad mēs sasniedzam šīs ierīces dzīves beigas. Tā nav bioloģiski noārdāma," skaidro Kenesavas štata universitātes ķīmijas profesors un šī pētījuma vadītājs Bharats Baruahs.

Tomēr kā būtu, ja tā vietā mēs radītu kaut ko, kas ir dabisks un bioloģiski noārdāms?

Baruahs sāka interesēties par caurspīdīgu koku, pateicoties savām ārpusdarba aktivitātēm, proti, kokapstrādes hobijam. Taču viņš saprata, ka citi zinātnieki caurspīdīgās koksnes stiprināšanai izmanto tādus materiālus kā epoksīdi, kas arī sava veida plastmasas forma. Lai atrastu dabiskus materiālus, kas laika gaitā saglabātu koksni izturīgu un stabilu, viņš atkal pievērsās savai personīgajai pieredzei.

Uzaudzis Asamas štatā Indijas ziemeļaustrumos, Baruahs saskārās ar ēkām, kas stāvējušas gadsimtiem ilgi - sen pirms mūsdienu cementa versijas izgudrošanas. Tā vietā senie mūrnieki radīja cementu, sajaucot smiltis ar lipīgiem rīsiem un olu baltumiem.

Baruahs izvirzīja hipotēzi, ka šie paši materiāli varētu būt lieliski piemēroti, lai viņa caurspīdīgajā kokā iekļautu izturību un stabilitāti.

Koksnei ir trīs sastāvdaļas: celuloze, hemiceluloze un lignīns. Lai padarītu to caurspīdīgu, tiek noņemts lignīns un hemiceluloze, atstājot porainu, papīram līdzīgu celulozes tīklu. Pēc tam šīs poras aizpilda bezkrāsains materiāls, kas arī piešķir tam zināmu stingrību.

Baruahs pārveidoja balsas koksnes gabalus dabīgā, daļēji caurspīdīgā materiālā, izvelkot lignīnu un hemicelulozi, izmantojot vakuuma kameru un dažādas ķimikālijas.

Pēc tam poras tika atkārtoti piepildītas, iemērcot tās olu baltuma un rīsu ekstrakta maisījumā, kā arī konservēšanas līdzeklī, ko sauc par dietilēntriamīnu, lai materiāls būtu caurspīdīgs. Pētnieki apgalvo, ka šie reaģenti, ja tos izmanto nelielos daudzumos, piemēram, šajā eksperimentā, rada pavisam nelielus draudus videi.

Galu galā komanda nonāca pie daļēji caurspīdīgiem koka gabaliem, kas bija gan izturīgi, gan elastīgi.

Lai vēl vairāk paplašinātu caurspīdīgās koksnes potenciālo izmantojumu, komanda noteiktos paraugos iekļāva arī sudraba nanovadus. Šis papildinājums ļāva koksnei vadīt elektrību, kas varētu būt noderīga valkājamiem sensoriem vai saules bateriju pārklājumiem. Sudraba nanovadi nav bioloģiski noārdāmi, taču komanda cer veikt turpmākus eksperimentus, izmantojot citus vadošus materiālus.

Lai gan ir nepieciešami papildu pētījumi, lai palielinātu koka caurspīdīgumu, Baruahs priecājas, ka šajā sākotnējā posmā tika izmantoti dabiski un lēti materiāli. "Es vēlos nosūtīt ziņu saviem bakalaura studentiem, ka jūs varat veikt interesantu pētījumu, netērējot tūkstošiem dolāru," viņš secina.