گجت نیوز آخرین اخبار تکنولوژی، علم و خودرو 
محققان دانشگاه مریلند به پیشرفت‌هایی جالب در تولید چوب شفاف دست یافته‌اند که میتوان از آن برای تولید نمایشگر موبایل و سایر لوازم بهره برد.
چوب، منبعی کلیدی برای ساخت‌وساز، سوخت و تولید مبلمان است که به‌لطف سازگاری، تجدیدپذیری و جذابیت بصری ارزش ویژه‌ای دارد. با این وجود، با ابداع روش‌های جدید برای تنظیم دقیق ویژگی‌های انتقال نوری، حرارتی، مکانیکی و یونی مواد از طریق تغییرات شیمیایی و فیزیکی در ساختار ذاتا متخلخل و ترکیب شیمیایی، کاربردهای جدیدی برای چوب در حال ظهور است.
در راه دستیابی به این هدف، محققان استراتژ‌ی‌های نوآورانه‌ای را برای اصلاح ساختار چوب طی سال‌های اخیر به‌وجود آورده‌اند و آن را با قابلیت‌های جدید ادغام کرده‌اند. پیشرفت‌های این چنینی، راه را برای جایگزینی بالقوه مواد متعارف، غیرقابل تجدید و مبتنی بر نفت در صنایع مختلف از جمله خودروسازی، ذخیره‌سازی انرژی، ساخت‌وساز و اصلاح محیطی باز می‌کند.
این امر، تغییر مسیر از حوزه‌های سنتی و ساخت‌وساز و صنایع کاغذ برای چوب است. اکنون از چوب شفاف میتوان در ساخت نمایشگر موبایل و همچنین وسایل منعطف و درخشان بهره‌مند شد. علاوه بر این، میتوان از آن در عناصر ساختاری نظیر پنجره‌هایی که از قابلیت تغییر رنگ برخودار هستند نیز استفاده کرد.
پیشرفت‌ها در تولید نوع شفاف چوب
زینگفرید فرینک با حذف رنگدانه‌ها از سلول‌های گیاهی، موفق به خلق چوب شفاف شد؛ فرآیندی که او در یک مجله تخصصی مرتبط با چوب توضیح داده است. به‌گزارش Ars Technica برای بیش از ده سال، کشف فینک، تنها روش قطعی برای تولید چوب شفاف بود تا اینکه دانشمند دیگری در موسسه فناوری سلطنتی KTH سوئد، روشی جدید را ابداع کرد.
به‌طور هم‌زمان، گروه دیگری از محققان به سرپرستی لیانگ بینگ هو از دانشگاه مریلند به‌طور فعال در پیشبرد پروژه ساخت چوب شفاف که از طریق مهندسی مستقیم چوب طبیعی انجام می‌شود، مشارکت داشتند.
چوب از کانال‌های عمودی کوچک و متعددی تشکیل شده که شبیه یک بسته نی محکم چفت شده با چسب است. این سلول‌های لوله‌ای برای انتقال آب و مواد مغذی درون درخت ایفای نقش می‌کنند. پس از برداشت درخت، رطوبت تبخیر می‌شود و حفره‌های ناشی از هوا باقی می‌مانند.
به‌نقل از Ars Technica، دانشمندان برای تولید چوب شفاف ابتدا باید چسب موسوم به «لیگنین» را تغییر داده یا از بین ببرند. این چسب دسته‌های سلولی را به هم متصل می‌کند و رنگ قهوه‌ای خاکی را به تنه‌ها و شاخه‌ها انتقال می‌دهد. پس از حذف لیگنین، یک چارچوب سفید شیری از سلول‌های توخالی باقی می‌ماند.
در این مرحله چارچوب حاصل هم‌چنان غیرشفاف باقی می‌ماند، زیرا دیواره‌های سلولی نور را متفاوت از هوای درون سلول‌ها می‌شکند، مشخصه‌ای که به نام «ضریب شکست» شناخته می‌شود. برای دستیابی به چوب شفاف، محفظه‌های هوا با موادی مانند رزین اپوکسی پر می‌شود که نور را به درجه‌ای مشابه با دیواره‌های سلولی خم کرده و چوب را شفاف می‌کند.
خواص متنوع و سایر کاربردها
تیم‌های تحقیقاتی فعال روی پروژه چوب شفاف، یک ماده ساختمانی با انرژی کارآمد و جمع‌آوری کننده نور را ایجاد کردند. آنها برای ساخت آن دو مرحله اصلی را دنبال می کنند، یعنی حذف لیگنین که نور را جذب می‌کند و سپس پر کردن چوب با یک اپوکسی پلیمر مانند که با ضریب شکست مطابقت دارد.
این چوب شفاف حدود 80 درصد مه نوری دارد که به بیش از 85 درصد نور اجازه عبور می‌دهد. این چوب می‌تواند بدون ایجاد تابش خیره کننده، نور خورشید را وارد کند که منجر به صرفه جویی در انرژی و روشنایی آسان فضاهای بسته می‌شود. این نوع چوب همچنین دارای یکپارچگی مکانیکی قوی (حدود 100 مگاپاسکال) است، انرژی ضربه را به طور موثر جذب کرده و با انعطاف‌پذیری بالا، نگرانی‌های ایمنی مرتبط با مواد شیشه‌ای را برطرف می‌کند.
علاوه بر این، چوب شفاف در مقایسه با شیشه عایق بهتری است و به طور بالقوه به ساختمان‌ها در حفظ یا دفع گرما کمک می‌کند. هو و تیمش طی این فرآیند از پلی وینیل الکل (PVA)، پلیمری که معمولا در چسب و بسته‌بندی مواد غذایی یافت می‌شود، برای تزریق اسکلت‌های چوبی استفاده کردند. این امر منجر به ایجاد چوب شفاف با سرعت هدایت حرارتی پنج برابر کمتر از شیشه شد.
برگلاند و تیمش همچنین راهی برای ارتقای فناوری پنجره‌های هوشمند کشف کردند که قادر به انتقال بین شفافیت و حالت‌های رنگی برای کنترل دید یا مسدود کردن نور خورشید هستند. به گفته ARS Technica، روش آنها شامل لایه‌بندی یک پلیمر الکتروکرومیک (با قابلیت تغییر رنگ از طریق الکتریسیته) بین لایه‌های چوب شفاف پوشیده شده با پلیمر الکترودی برای رسانش الکتریسیته بود. اکنون هدف دانشمندان افزایش سازگاری چوب شفاف با محیط زیست برای به حداقل رساندن استفاده از مواد شیمیایی مضر و پلیمرهای مبتنی بر فسیل در تولید آن است.