¿Adiós al vidrio?

Uno opaco y otro traslúcido. Así son tradicionalmente la madera y el vidrio, respectivamente, pero de ahora en adelante pedir madera transparente en la tienda ya no será como pedir una pelota cuadrada, pues científicos han desarrollado una madera capaz de dejar pasar la luz, lo cual plantea cientos de posibilidades.

Dos equipos realizaron estudios para obtener este extraño material. Los autores del estudio publicado en la revista BioMacromolecules en marzo de 2016 Optically Transparent Wood from a Nanoporous Cellulosic Template: Combining Functional and Structural Performance (Madera ópticamente transparente a partir de una plantilla de celulosa nanoporosa: combinando rendimiento funcional y estructural), y miembros del KTH Royal Institute of Technology, desarrollaron una técnica por la cual eliminaron la lignina y obtuvieron madera con un 85 % de transmitancia de luz.

Por su parte, los investigadores de la Universidad de Maryland, que publicaron su estudio en agosto de 2016 en la revista Advanced Energy Materials, lograron algo similar: realizaron experimentos hasta decolorar la madera por medio de la eliminación de la sustancia que brinda el color a la madera: la mencionada lignina.

¿Qué es la lignina?

Es un polímero que se encuentra de forma natural en las plantas vasculares y ciertas algas. Rellena espacios de la pared celular, ayuda a conducir agua en los tallos y troncos y otorga a la madera su color y fuerza.

El proceso de “transparentado”

Los científicos de la Universidad de Maryland obtuvieron el nuevo material mediante 2 pasos:

1. Eliminación química de la lignina.

Se colocaron trozos de madera de tilo de 2 x 2 centímetros en un recipiente con una solución de agua, hidróxido de sodio, peróxido de hidrógeno y otras sustancias químicas, y se puso todo a calentar durante unas 2 horas hasta hervir. Esto ocasionó que las moléculas de lignina se movieran fuera de las paredes celulares de la madera. Una vez hecho esto, la madera quedó completamente decolorada, pero todavía opaca.

2. Inyección de epoxi.

Para transparentar el material, los trozos de madera se sumergieron en una resina epoxi, que penetró a través de los minúsculos canales donde se transportan los nutrientes. Al ser llenados con la resina, los canales dejaron pasar la luz, y el material entero fue reforzado y hecho 4-6 veces más resistente que sin tratar.  El proceso duró alrededor de una hora, y se obtuvo un trozo de madera duro, resistente y casi tan transparente como una ventana de vidrio.

Ventajas de la madera ópticamente transparente

-Es biodegradable al ser la madera renovable y no contaminante.

-La madera tratada con epoxi es más resistente que la madera convencional y el vidrio.

-Puede usarse como alternativa a los materiales más contaminantes, como el plástico, que tarda cientos de años en desintegrarse en la naturaleza.

-Podría ser más barata que otros materiales.

Infinitas posibilidades

Una madera ópticamente transparente, resistente y biodegradable podría sustituir al vidrio en ventanas, puertas y otras estructuras de los edificios. Las ventanas de vidrio actuales son relativamente económicas, pero el vidrio no es un buen aislante térmico; en cambio, la madera deja entrar mucho menos calor que el vidrio, por lo que el interior de los edificios se mantendría más fresco. Además, aun siendo un poco más opaca, deja entrar casi la misma cantidad de luz, y lo que es mejor, esta se dispersa de manera más uniforme debido a que pasa a través de los múltiples canales de la madera.

Hay otra posibilidad que emociona a los expertos del KTH Royal Institute of Technology: la de usar la madera transparente en células solares, unas estructuras eléctricas que convierten la energía solar en electricidad y que ahora son una alternativa de generación de energía eléctrica más amable con el medio ambiente. No obstante, las células solares solo están al alcance de algunas personas puesto que son caras. Las hojas de vidrio que permiten el paso de la luz del sol serían sustituidas por este material, más barato y renovable, y se piensa que podría aumentar la cantidad de luz absorbida.

Al parecer, la madera es factible de producirse en masa y los costos de producción no son exorbitantes. En ventanas, puertas, vitrales y estructuras semejantes ayudaría a reducir costos de calefacción, y si se usara en automóviles permitiría el ahorro de combustible, con las mismas ventajas de aislamiento térmico que supone.

Cristal y vidrio, ¿son lo mismo?

Solemos usar estas dos palabras indistintamente, como si fueran sinónimos, pero no lo son. El vidrio es un material sólido generalmente transparente y frágil que se crea como resultado de la fusión de arena silícea y potasa y cuyos átomos o moléculas se disponen de manera irregular, por lo que es amorfo. En cambio, el cristal es un material sólido cuyos átomos, iones y moléculas se disponen de forma ordenada y regular.

La madera transparente ofrece casi las mismas ventajas que la madera común, pero con muchos añadidos positivos. Es improbable que el vidrio sea desterrado, pero la aplicación de este material podría representar un gran avance en la eficiencia de luz y energía para los edificios del futuro. Actualmente los equipos de expertos están trabajando en mejorar su transparencia y buscando financiación para continuar sus investigaciones sobre la madera transparente.

Fuentes

http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acs.biomac.6b00145

http://onlinelibrary.wiley.com/wol1/doi/10.1002/adma.201600427/abstract

http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/aenm.201601122/abstract

http://www.techtimes.com/articles/174039/20160817/transparent-wood-more-energy-efficient-than-window-glass-says-study.htm

http://www.techtimes.com/articles/145964/20160401/scientists-develop-transparent-wood-for-solar-cells-and-windows.htm

http://edition.cnn.com/2016/05/23/architecture/clear-wood-architecture/