Dřevo je hypertradiční materiál, jehož používání jsme nejspíš zdědili od našich předků. Zároveň je to ale pozoruhodné biologicky materiál, jehož strukturu víceméně známe a můžeme si s ní hrát. Když se dřevo důkladně „vytuní“, tak může být průhledné. Nebo třeba umí vstřebat teplo a opět ho uvolnit.

Světélkující dřevěný film. Kredit: Fu et al. (2020), ACS Nano.

Vše se přitom točí kolem klíčového organického polymeru ve dřevě, ligninu. Ten je součástí stěn rostlinných buněk a ovlivňuje jejich pevnost. Když se ze dřeva vyrábí papír, tak se lignin vyhazuje jako odpad. Proto dnes celá řady výzkumných týmů vyvíjí různé technologie pro recyklaci a využití ligninu, například při výrobě uhlíkových vláken, levnějších baterií anebo třeba pevnějšího betonu.

Když už je ale lignin ze dřeva odstraněn, tak vznikne materiál nových, zajímavých vlastností. A ten je možné dále měnit. Z takového „pokročilého“ dřeva je možné vytvořit například průhledná a přesto dřevěná okna, která udrží místnost chladnější, i když se do nich opírá Slunce. Anebo plochy, které přes den absorbují teplo a v noci jej zase uvolňují, aby v místnosti udržely stabilní teplou.

ETH Zurich, logo.

Švýcarští novozélandští nanoinženýři nedávno pokročili ještě dál. Vytvořili ze dřeva voděodolný film, který při osvětlení UV zářením pěkně světélkuje. Tým ETH Zurich a NZ výzkumné organizace Scion vyvinul postup, který začíná kusem balzového dřeva. Nejprve na balzu použili roztok, který odstranil ze dřeva lignin a asi polovinu hemicelulóz, což je další významná složka stěn rostlinných buněk. V důsledku toho se z balzy stal ještě mnohem lehčí a pórovitější materiál.

Scion, logo.

Pak přišel na řadu další roztok, který naopak vyplnil prázdné prostory ve struktuře materiálu kvantovými tečkami, čili polovodičovými nanočásticemi. Tyto kvantové tečky přitom světélkují pod UV zářením. Materiál s kvantovými tečkami pak ještě stlačili, vysušili a potáhli hydrofobní vrstvou. Výsledkem jejich úsilí je tenký dřevěný film. Má vysokou hustotu, je voděodolný a má excelentní mechanické vlastnosti.

Nejvíce ovšem zaujme svou schopností světélkovat a prosvětlovat interiéry. Když je materiál ozářený UV paprsky, tak použité kvantové tečky vytvářejí rozptýlenou oranžovou záři. Touto září je možné nasvítit interiéry místností nebo nábytku. Nanodřevo může světélkovat různými barvami, podle toho, jaké se při jeho výrobě použijí kvantové tečky.

Literatura

American Chemical Society 4. 11. 2020.

ACS Nano 14: 13775–13783.