לפני 30 שנה, לבוטנאי בגרמניה בשם זיגפריד פינק, הייתה משאלה פשוטה: לראות את פעולתם הפנימית של צמחים ועצים מבלי לנתח אותם והוא אכן הצליח – באמצעות הלבנת הפיגמנטים בתאי הצמח. עכשיו, הצליח חוקר בשם לארס ברגלנד ליישם את השיטה למטרות אחרות לחלוטין.
ברגלנד קיבל השראה מהתגלית של פינק, אך לא מסיבות בוטניות. מדען החומרים, שעובד במכון הטכנולוגי המלכותי KTH בשבדיה, מתמחה בחומרים מרוכבים של פולימרים והתעניין ביצירת חלופה חזקה יותר לפלסטיק שקוף.
במקביל, קבוצת חוקרים מאוניברסיטת מרילנד בארה"ב, עסקה גם כן במחקר דומה, אך שונה - רתימת חוזק של עצים למטרות לא מסורתיות. כעת, לאחר שנים של ניסויים, המחקרים של ברגלנד והקבוצה מתחילים להניב פרי.
אז האם נראה בקרוב עץ שקוף בתעשייה?
אם תשאלו את ברגלנד והחוקרים מארה"ב, התשובה היא ללא ספק כן ובקרוב נוכל לראות עץ שקוף במסכים סופר חזקים לסמארטפונים, בגופי תאורה ואפילו כמאפיינים מבניים, כגון חלונות או דלתות שקופות.
עץ מורכב מאינספור תעלות אנכיות קטנות, כמו צרור הדוק של צינורות הקשורים יחד בדבק. תאים אלה מעבירים מים וחומרי הזנה לאורך כל העץ, וכאשר העץ נקצר והלחות מתאדה, נותרים בו כיסי אוויר.
כדי ליצור עץ שקוף, מדענים צריכים תחילה לשנות או להיפטר מהדבק, הנקרא ליגנין, שמחזיק את צרורות התאים יחד ומספק לגזעים ולענפים את רוב גווני החום שלהם. לאחר הלבנת הליגנין או הסרתו בדרך אחרת, נותר שלד לבן-חלבי של תאים חלולים.
השלד הזה עדיין אטום, אך באמצעות מילוי כיסי האוויר בחומר כמו שרף אפוקסי, ניתן להפוך את העץ לשקוף.
חזק יותר מסיבי פחמן
החומר שאיתו עבדו המדענים הוא דק - בדרך כלל עובי של פחות ממילימטר עד בסביבות סנטימטר. יחד עם זאת, התאים יצרו מבנה יציב, עם "סיבי עץ זעירים החזקים יותר מסיבי הפחמן הטובים ביותר", כך לטענת ליאנגבינג הו, המדען שמוביל את קבוצת המחקר באוניברסיטת מרילנד.
עוד טענו החוקרים שעם הוספת שרף נוסף, חוזקו של עץ שקוף מתעלה על זה של פלסטיק וזכוכית: בבדיקות שמודדות באיזו קלות חומרים נשברים או נשברים בלחץ, עץ שקוף יצא חזק פי שלושה מפלסטיק שקוף וכפי 10 יותר קשיח מזכוכית.
"התוצאות מדהימות. מי יכל לתאר שפיסת עץ יכולה להיות חזקה יותר מזכוכית", אומר הו, שהדגיש את התכונות של עץ שקוף בסקירה השנתית של 2023 של מחקר חומרים.
הפרופיל הדק מצד אחד והחוזק של החומר מצד שני, פירושם שהוא יכול להיות חלופה מצוינת למוצרים העשויים מחתכים דקיקים ומתנפצים בקלות של פלסטיק או זכוכית, כגון מסכי תצוגה במכשירים כמו סמארטפונים ומחשבים ניידים.
טעינו? נתקן! אם מצאתם טעות בכתבה, נשמח שתשתפו אותנו