Quando Timothée Boitouzet estudou arquitetura no Japão, onde os edifícios precisam sobreviver a terremotos, ele percebeu que o próximo material inteligente pode ser aquele que os humanos usam há milhares de anos - madeira.

"Na França, construímos mais com concreto e pedra do que madeira, "disse ele." Quando fui exposto à cultura de construção japonesa, Percebi como você pode construir estruturas fantásticas com madeira. Este material que consideramos um material antigo, sem inovação, era realmente super inteligente. Isso me deixou animado com a madeira. "

Em 2016, Boitouzet fundou a empresa de ciências materiais Woodoo em Paris, França, que faz o retrofit da madeira para dar-lhe novas propriedades. Seu foco é transformar a indústria da construção por meio da substituição do aço pela madeira, por exemplo. Ao contrário de outros materiais de construção, como pedra ou concreto que contém areia, a madeira é um recurso renovável, tornando-o um material de construção sustentável atraente, Boitouzet disse.

Construir mais com árvores também pode ajudar a reduzir a grande pegada de carbono da indústria da construção, que está acelerando as mudanças climáticas. Um relatório recente do World Green Building Council estima que 11% das emissões globais de carbono vêm de materiais e processos de construção ao longo do ciclo de vida do edifício. Como as árvores contêm carbono, usar madeira em edifícios é uma forma de armazenar carbono.

Madeira, Contudo, pode ser usado para mais do que pilares de suporte. Ao extrair seletivamente a lignina da madeira - a substância que compõe suas paredes celulares - e substituí-la por um tipo específico de polímero, torna-se um novo material. '(Esta madeira) é à prova de intempéries, mais resistente ao fogo, três a cinco vezes mais forte, e transparente, "Boitouzet disse.

As propriedades ópticas do polímero correspondem às da madeira, de modo que a luz não se curva quando se move através da madeira aumentada. Em vez de, ele passa. Essa transparência abre uma ampla gama de possibilidades.

Aumentada

Até aqui, As montadoras são as que mais se interessam por sua madeira aumentada.

Atualmente, por meio de um projeto chamado Woodoo Augmented Wood, a empresa está trabalhando na integração de eletrônicos em sua madeira sensível ao toque, por meio da colaboração com parceiros da indústria. O material, que transmite luz, se tornará painéis de madeira para 'painéis táteis' em carros, Boitouzet diz.

Woodoo vê a indústria automotiva como uma porta para colocar seus produtos no mercado, ao mesmo tempo, introduzimos produtos de madeira que são mais leves e produzem menos emissões do que os painéis tradicionais.

Boitouzet não é o único entusiasmado com as possibilidades que a madeira oferece. Lars Berglund, professor de madeira e compostos de madeira no KTH Royal Institute of Technology na Suécia, descobriu que existem muitos usos para o transparente, madeira forte.

"É uma área difícil de ser original porque as pessoas trabalham com tecnologia de madeira há centenas de anos, "disse o Prof. Berglund, que lidera o projeto WoodNanoTech. Embora outras pesquisas tenham tentado principalmente abordar suas deficiências, como sua sensibilidade à água, ele e sua equipe se concentraram em outras características da madeira.

“Conseguimos nos libertar dessa limitação e olhar para novas possibilidades que não foram consideradas até agora, ", disse ele. O foco deles é usar madeira transparente para aplicações de engenharia.

O professor Berglund usa a madeira como modelo para nanotecnologia - como Boitouzet - removendo a lignina, introdução de um polímero opticamente compatível, e adicionar outra tecnologia para ampliar sua funcionalidade.

A aplicação que mais entusiasma o Prof. Berglund é a incorporação de pontos quânticos em madeira para criar diodos emissores de luz (LEDs), porque ele suspeita que pode ser o aplicativo que permitirá à equipe entrar no mercado comercial. "A ideia é que seu teto seja um painel de madeira, e o painel de madeira teria esta função LED, para que você possa ter iluminação interna diretamente do teto, " ele disse.

Ao contrário de uma fonte de luz pontual, a luz da madeira transparente é difusa, tornando-o mais natural e fácil para os olhos, Prof. Berglund diz. Os pontos quânticos são uma coleção de átomos semicondutores, alguns nanômetros de largura, que ficam fluorescentes quando expostos à luz ultravioleta. Estes painéis são apenas uma das muitas aplicações que a WoodNanoTech concebeu para a sua madeira transparente.

A madeira também pode servir de base para janelas eletrocrômicas. Estas 'janelas inteligentes, 'que são pintados com uma fina camada de polímero, pode bloquear a luz quando a eletricidade passa por eles.

Energia

O prof. Berglund acredita que essa madeira de última geração também tem lugar no setor de energia. “Podemos melhorar a eficiência (das células solares) porque o espalhamento da luz (dentro da madeira) significa que o caminho da (luz) é mais longo, para que você possa absorver mais energia, " ele disse.

E usar um material de mudança de fase em vez de um polímero para substituir a lignina transforma a madeira em um dispositivo de armazenamento de energia. Durante o dia, esta madeira infundida pode absorver calor, mas à noite, quando as temperaturas esfriam, o material de mudança de fase se cristaliza, liberando calor.

“Começamos com a madeira, torná-lo resistente, e, em seguida, integrar (nano) tecnologia com outras funções, "Prof. Berglund disse.

O principal desafio para novas tecnologias é a escalabilidade, e a madeira de última geração não é exceção. "Como você escala a partir do processamento de laboratório, onde você tem controle próximo sobre sua nanoestrutura, a algo que pode ser feito em escala industrial? ", perguntou o Prof. Berglund, acrescentando que procuram parceiros comerciais. Isso pode ser difícil para projetos de pesquisa acadêmica.

Para Boitouzet de Woodoo, o fato de sua empresa já possuir parceiros no setor permite que aumentem a produção. Atualmente, eles produzem 5, 000 metros quadrados de madeira aumentada por ano - o que é cerca de três quartos de um campo de futebol - e agora pretendem 300, 000 metros quadrados por ano.

Felizmente, a madeira para madeira aumentada é fácil de obter.

Já existem muitos locais onde podem adquirir madeira, Boitouzet diz. Woodoo usa faia, pinho, e choupo, entre outros, enquanto a equipe de pesquisa do Prof. Berglund atualiza balsa e está voltando sua atenção para a bétula.

O próximo passo para o Prof. Berglund é tornar sua madeira modificada mais amiga do ambiente. Uma maneira de fazer isso seria reter o máximo de lignina possível, em vez de descartá-lo. "Se você removê-lo, você está adicionando uma etapa química que vai custar energia, requerem solventes, ", disse ele. Usar mais lignina também significa reter mais carbono nos edifícios.

Agora mesmo, sua equipe está se concentrando no uso de um polímero mais ecológico nos materiais. "Até aqui, usamos polímeros à base de petróleo para impregnar a madeira, mas estamos trabalhando intensamente agora para usar um polímero de base biológica, "disse ele. Isso garantiria a posição da madeira da próxima geração como um material de construção do futuro.