Obrázek v plné velikosti je k dispozici prostřednictvím kontaktu
RICHLAND, Wash.- Kalifornie má Silicon Valley. Mohl by být další na řadě Silicon Forest ve Washingtonu? Tým materiálových vědců z Pacific Northwest National Laboratory na tom pracuje.
Yongsoon Shin a jeho kolegové z laboratoře ministerstva energetiky přeměnili dřevo na minerál a během několika dní dosáhli toho, co přírodě trvá miliony let na takových místech, jako je zkamenělý les Gingko, hodinu cesty proti proudu řeky Columbia. Tam byly stromy pravděpodobně pokáceny při kataklyzmatické erupci a pohřbeny bez kyslíku pod lávou, vyluhovaly své dřevní sloučeniny a v průběhu věků nasávaly minerály z půdy.
Shinova cesta zkamenělého dřeva začala méně dramaticky, o pár minut dál v obchodě Lowe’s, uvádí Shinova skupina v aktuálním čísle časopisu Advanced Materials, ve skladu dřeva tohoto řetězce pro kutily,. Tam si vyzvedli surovinu: borovicové a topolové desky. Zpět v PNNL dali kostce dřeva o průměru 1 cm dvoudenní kyselou lázeň, další dva dny ji máčeli v roztoku oxidu křemičitého (pro dosažení nejlepších výsledků tento krok zopakujte až třikrát), vysušili ji na vzduchu, strčili do pece naplněné argonem, kterou postupně vytočili na 1400 °C, aby se dvě hodiny vařila, a pak ji nechali v argonu vychladnout na pokojovou teplotu.
Presto. Okamžitě zkamenělé dřevo, přičemž oxid křemičitý se trvale usídlil s uhlíkem, který zůstal v celulóze, a vytvořil novou keramiku z karbidu křemíku neboli SiC. Podle Shina materiál „přesně kopíruje architekturu dřeva“.
Ačkoli čipy SiC pravděpodobně nenahradí počítačové čipy, materiálové vědce zajímají nové vlastnosti keramiky vytvořené na šablonách dřeva a v Shinově laboratoři i dalších přírodních materiálů, jako je pyl a rýžové slupky. Složitá síť mikrokanálků a pórů v rostlinné hmotě poskytuje obrovský povrch – ve dřevě by 1 gram materiálu srovnaný do roviny pokryl fotbalové hřiště – který se může ukázat jako užitečný při průmyslové chemické separaci nebo filtraci znečišťujících látek z plynných odpadních vod.
Metoda loužení kyselinou poskytuje identickou, pozitivní reprodukci dřeva. Pokud chce Shin zachytit negativní otisk, může změnit pH ve prospěch základního konce stupnice.
„Pozitivní replika je mnohem lepší, pokud jde o plochu povrchu a rovnoměrnost,“ řekl Shin. „Negativní formy se snadno rozpadají, ale je možné vytvořit materiály typu vláken,“ kde minerály vyplňují otvory ve tvaru dřeva.“
PNNL (www.pnl.gov) je laboratoř Úřadu pro vědu DOE, která řeší složité problémy v oblasti energetiky, národní bezpečnosti, životního prostředí a věd o živé přírodě tím, že rozvíjí porozumění fyzice, chemii, biologii a výpočetní technice. PNNL zaměstnává 3 900 pracovníků, má roční rozpočet 650 milionů dolarů a od založení laboratoře v roce 1965 ji spravuje společnost Battelle se sídlem v Ohiu.