Imaginea în mărime naturală este disponibilă prin contact
RICHLAND, Wash.–California are Silicon Valley. Ar putea urma o pădure de siliciu în Washington? O echipă de oameni de știință în domeniul materialelor de la Pacific Northwest National Laboratory se ocupă de asta.
Yongsoon Shin și colegii săi de la laboratorul Departamentului de Energie au transformat lemnul în mineral, realizând în câteva zile ceea ce natura are nevoie de milioane de ani pentru a face în locuri precum Pădurea pietrificată Gingko, la o oră în sus pe râul Columbia. Acolo, copacii probabil că au fost doborâți în urma unei erupții cataclismice și, îngropați fără oxigen sub lavă, și-au eliminat compușii lemnoși și au absorbit mineralele din sol de-a lungul eonilor.
Călătoria lemnului pietrificat a lui Shin a început într-un mod mai puțin dramatic, la câteva minute distanță, la Lowe’s, relatează grupul lui Shin în numărul curent al revistei Advanced Materials, în depozitul de cherestea al lanțului de bricolaj,. Acolo și-au luat materia primă: plăci de pin și plop. Înapoi la PNNL, au dat un cub de 1 centimetru de lemn într-o baie de acid timp de două zile, l-au înmuiat într-o soluție de silice pentru încă două (pentru cele mai bune rezultate, repetați acest pas de până la trei ori), l-au uscat la aer, l-au băgat într-un cuptor umplut cu argon, pornit treptat la 1.400 de grade Celsius pentru a se găti timp de două ore, apoi l-au lăsat să se răcească în argon până la temperatura camerei.
Presto. Lemn pietrificat instantaneu, siliciul luându-și reședința permanentă cu carbonul rămas în celuloză pentru a forma o nouă ceramică de carbură de siliciu, sau SiC. Materialul „reproduce exact arhitectura lemnului”, potrivit lui Shin.
Deși este puțin probabil ca cipurile de SiC să înlocuiască cipurile de calculator, oamenii de știință din domeniul materialelor sunt interesați de proprietățile noi ale ceramicii construite pe șabloane de lemn și, în laboratorul lui Shin, de alte materiale naturale, cum ar fi polenul și coaja de orez. Rețeaua complexă de microcanale și pori din materia vegetală oferă suprafețe enorme – în lemn, 1 gram de material aplatizat ar acoperi un teren de fotbal – care s-ar putea dovedi utile în separările chimice industriale sau în filtrarea poluanților din efluenții gazoși.
Metoda de levigare cu acid produce o reproducere identică, pozitivă a lemnului. Dacă Shin dorește să capteze o impresie negativă, el poate modifica pH-ul pentru a favoriza capătul de bază al scalei.
„Replica pozitivă este mult mai bună din punct de vedere al suprafeței și al uniformității”, a spus Shin. „Formele negative se prăbușesc cu ușurință, dar este posibil să se facă materiale de tip fibră”, în care mineralele umplu deschiderile din lemn.
PNNL (www.pnl.gov) este un laborator al DOE Office of Science care rezolvă probleme complexe în domeniul energiei, al securității naționale, al mediului și al științelor vieții prin avansarea înțelegerii fizicii, chimiei, biologiei și calculului. PNNL are 3.900 de angajați, un buget anual de 650 de milioane de dolari și este gestionat de Battelle, cu sediul în Ohio, încă de la înființarea laboratorului, în 1965.