Má mnoho možností, ktoré vďaka výskumníkom neustále pribúdajú.
Drevo. Zdroj: iStockphoto.com
Ľudia používajú drevo od nepamäti, vznikli z neho prvé nástroje a je neoddeliteľnou súčasťou nášho každodenného života. Chodíme po drevených podlahách, otvárame drevené dvere, sedíme na drevenom nábytku, kráčame po drevených schodoch, staviame domy z dreva, sem-tam nájdeme aj drevené panely. Kamkoľvek sa pozriete, takmer určite uvidíte niečo vyrobené z dreva. Drevo má ale mnoho iných možností využitia, ktoré vďaka výskumníkom neustále pribúdajú.
Celulóza a nanovlákna budúcnosti
Mnoho nových vynálezov, či už v technickom, alebo biologickom odvetví využíva celulózu alebo nanovlákna. Získavame ich zo samotnej ťažby dreva. Podobne ako napríklad vystužené oceľové tyče pri stavbe steny domu, je aj celulóza v dreve dôležitou štrukturálnou zložkou bunkovej steny v zelených rastlinách. Nanocelulóza je termín, ktorý slúži na označenie tenkých celulózových vlákien.
Nemenej dôležitou súčasťou procesu využitia dreva je lignín. Lignín funguje v bunkových stenách ako betón medzi celulózovými vláknami. Dokopy vytvárajú v rastlinách pevnú bunkovú stenu. Drevo a kôra by bez lignínu neboli tým, čím sú najmä preto, že lignín zabraňuje rozkladu rastlín a tvorí asi tretinu zloženia dreva.
3D tlačiareň. Zdroj: iStockphoto.com
3D tlač
Jedným z prvých príkladov využitia dreva vo výskume a v technológiách je svet 3D tlače. Materiál, ktorý sa používa na 3D tlač, sa mieša s nanočasticami z dreva, ktoré zlepšujú jeho vlastnosti.
Stopy lignínu a nanofibrilovanej celulózy si vyžadujú nižšiu teplotu materiálu použitého na tlač, vďaka čomu je viac ohybnejší a flexibilnejší. Výskumníkom z Chalmers University of Technology vo Švédsku sa podarilo dosiahnuť 3D tlač atramentom na báze dreva spôsobom, ktorý napodobňuje jedinečnú ultraštruktúru dreva. Vďaka premene drevnej buničiny na nanocelulózový gél dosiahli to, čo sa mnohým iným nepodarilo. Gél obsahuje aj hemicelulózu, ktorá funguje ako lepidlo a dodáva výslednému produktu pevnosť. Ich výskum by mohol spôsobiť revolúciu vo výrobe ekologických produktov.
Batérie a skladovanie energie
Keďže dopyt po elektrických vozidlách stúpa, vedci hľadajú neustále materiály na výrobu udržateľných batérií.
Fínska spoločnosť Stora Enso vybudovala výrobný závod, ktorý bude vytvárať zelený obnoviteľný uhlík na biobáze premenou stromov na batérie. Kľúčovým materiálom pre túto výrobu je opäť lignín, ktorý obsahuje uhlík. A uhlík je skvelým materiálom pre životne dôležitú súčasť batérií nazývanú anóda. Lítium-iónová batéria vo vašom telefóne má takmer určite grafitovú anódu – grafit je forma uhlíka s vrstvenou štruktúrou.
Cieľom je mať nákladovo efektívne, bezpečné a ekologické riešenie skladovania energie, ktoré podporuje posun smerom k výrobe energie bez fosílnych palív. Ak všetko pôjde tak, ako má, nové batérie by mohli jedného dňa nahradiť lítiové. Firma spolupracuje so švédskou spoločnosťou Northvolt a plánuje výrobu batérií už v roku 2025. Tie sú navyše biologicky odbúrateľné, pretože sa dajú recyklovať alebo spáliť ako biopalivo.
Výroba batérií. Zdroj: Stora Enso
Materiál absorbujúci olej a čistá voda
V prípade každodenného používania elektroniky, vykurovania a mnohých ďalších oblastí sme závislí od ropy. Ropa je už dlhodobo rizikom pre svetové oceány, pretože jej únik má vážny dopad na ekosystém mora a živočíchov. V minulosti boli ropné škvrny príčinou mimoriadne vážnych škôd na životnom prostredí, keďže možnosti čistenia boli veľmi obmedzené. Teraz je možno riešenie v nedohľadne.
Spoločnosť Biosorber vyrobila na báze celulózy z drevených vlákien absorpčný materiál. Ten obsahuje mikróby, ktoré požierajú olej a premieňajú ho na neškodné látky. Materiál tým oddelí olej od vody a ostane iba čistá prefiltrovaná voda.
Priehľadné drevo
Výskumníci z Marylandskej univerzity menia obyčajné dosky dreva na priehľadný materiál. Číry je takmer ako sklo, no pevnejší a má lepšie izolačné vlastnosti. Lignín totižto obsahuje molekuly nazývané chromofóry, ktoré dodávajú drevu hnedú farbu a zabraňujú prechodu svetla.
Prvé pokusy o výrobu priehľadného dreva odstraňovali lignín pomocou nebezpečných chemikálií pri vysokých teplotách a nekonečne trvajúcom procese. Finálny produkt bol finančne náročný a aj krehký. Nová technika výskumníkov je však taká lacná a jednoduchá, že by sa dala robiť doslova na dvore.
Vedci jednoducho natreli drevo pomocou obyčajnej kefy roztokom peroxidu vodíka. Keď ho nechali asi hodinu na slnku alebo pod UV lampou, peroxid vybielil hnedé chromofóry, ale lignín zostal neporušený, takže drevo zbelelo. Potom drevo napustili transparentným epoxidom určeným na námorné použitie, ktorý vyplnil priestory a póry v dreve.
Číre drevo je ľahšie ako sklo, má lepšie izolačné vlastnosti a je pevnejšie, čo je dôležité, pretože okná sú hlavným zdrojom tepelných strát v budovách. Na výrobu sa dajú použiť rôzne druhy dreva od bazy po dub. Navyše nezáleží na tom, či je drevo rezané pozdĺž vlákna alebo proti nemu.
Priehľadné drevo. Zdroj: USDA Forest Service.
Zdroj: BBC, Renewable-carbon, CBC, Globaltimber
