В своей работе японские специалисты сосредоточились на преодолении главного препятствия — естественной непрозрачности дерева. Обычно свет рассеивается из-за наличия лигнина и множества микроскопических воздушных полостей. Удаление лигнина делает древесину лишь полупрозрачной. Команда под руководством профессора Масаи Ноги из исследовательского института SANKEN применила обработку гидроксидом калия. Выяснилось, что щелочной раствор удаляет остатки гемицеллюлозы и изменяет состояние карбоксильных групп, размягчая целлюлозный скелет. При последующей сушке размягченные клеточные стенки схлопываются почти полностью, сокращая количество воздушных зазоров и рассеивание света.
Ключевым открытием стала зависимость итоговой прозрачности от направления среза древесины. Ученые подтвердили, что материал обладает анизотропными свойствами. Тангенциальные срезы после обработки и сушки продемонстрировали значительно более высокую прозрачность по сравнению с радиальными.
При длине волны 550 нанометров тангенциальные образцы пропускали около 69 % света, тогда как радиальные — только 59 %. Для сравнения, при создании композитов с прозрачным полимером показатель пропускания на тангенциальных участках превышал 90 %. Такая разница объясняется более эффективным схлопыванием внутренних полостей в тангенциальной плоскости, что формирует более плотную и однородную структуру.
Открытие японских ученых имеет прикладное значение для развития «зеленых» технологий. Понимание роли микрофибриллярного скелета и направлений среза позволяет проектировать свойства будущих материалов без использования синтетических добавок. Прозрачная древесина рассматривается как перспективная альтернатива стеклу и пластику в архитектуре, производстве оптических компонентов и даже гибкой электроники.
Ранее Наука Mail рассказывала, что ученые презентовали новый клей, который можно «отключать» по желанию.
