Cuando Timothée Boitouzet estudió arquitectura en Japón, donde los edificios necesitan sobrevivir a los terremotos, se dio cuenta de que el próximo material inteligente podría ser uno que los humanos hayan usado durante miles de años:la madera.

"En Francia, construimos más con hormigón y piedra que con madera, ", dijo." Cuando estuve expuesto a la cultura de la construcción japonesa, Me di cuenta de cómo se podían construir estructuras fantásticas con madera. Este material que consideramos un material antiguo, sin innovación, en realidad fue súper inteligente. Esto me entusiasmó con la madera ".

En 2016, Boitouzet fundó la empresa de ciencia de materiales Woodoo en París, Francia, que moderniza la madera para darle nuevas propiedades. Su objetivo es transformar la industria de la construcción mediante la sustitución del acero por madera, por ejemplo. A diferencia de otros materiales de construcción, como piedra u hormigón que contiene arena, la madera es un recurso renovable, convirtiéndolo en un atractivo material de construcción sostenible, Dijo Boitouzet.

Construir más con árboles también podría ayudar a frenar la gran huella de carbono de la industria de la construcción, que está acelerando el cambio climático. Un informe reciente del World Green Building Council estima que el 11% de las emisiones globales de carbono provienen de materiales y procesos de construcción a lo largo del ciclo de vida del edificio. Como los árboles contienen carbono, el uso de madera en los edificios es una forma de almacenar carbono.

Madera, sin embargo, se puede utilizar para más que pilares de soporte. Al extraer selectivamente la lignina de la madera, la sustancia que forma las paredes celulares, y reemplazarla con un tipo específico de polímero, se convierte en un nuevo material. '(Esta madera) es resistente a la intemperie, más resistente al fuego, de tres a cinco veces más fuerte, y transparente, "Dijo Boitouzet.

Las propiedades ópticas del polímero se adaptan a las de la madera para que la luz no se doble cuando atraviesa la madera aumentada. En lugar de, pasa a través. Esta transparencia abre un amplio abanico de posibilidades.

Aumentado

Hasta aquí, Las empresas de automoción son las que más interés han mostrado por su madera aumentada.

En la actualidad, a través de un proyecto llamado Woodoo Augmented Wood, la empresa está trabajando en la integración de la electrónica en su madera sensible al tacto, a través de la colaboración con socios de la industria. El material, que transmite luz, se convertirán en paneles de madera para 'tableros táctiles' en automóviles, Dice Boitouzet.

Woodoo ve la industria automotriz como una puerta de entrada para llevar sus productos al mercado, al tiempo que introduce productos de madera que son más ligeros y producen menos emisiones que los paneles tradicionales.

Boitouzet no es el único entusiasmado con las posibilidades que ofrece la madera. Lars Berglund, profesor de madera y compuestos de madera en el KTH Royal Institute of Technology de Suecia, ha descubierto que el transparente, madera fuerte.

"Es un área difícil para ser original porque la gente ha trabajado en la tecnología de la madera durante cientos de años, "dijo el profesor Berglund, que dirige el proyecto WoodNanoTech. Mientras que otras investigaciones han tratado principalmente de abordar sus deficiencias, como su sensibilidad al agua, él y su equipo se han centrado en otras características de la madera.

"Hemos podido liberarnos de esa limitación y mirar nuevas posibilidades que no se han considerado hasta ahora, ", dijo. Su enfoque está en el uso de madera transparente para aplicaciones de ingeniería.

El profesor Berglund utiliza la madera como plantilla para la nanotecnología, al igual que Boitouzet, eliminando la lignina, introducir un polímero ópticamente compatible, y agregar otra tecnología para ampliar su funcionalidad.

La aplicación que más entusiasma al profesor Berglund es la incrustación de puntos cuánticos en madera para crear diodos emisores de luz (LED), porque sospecha que podría ser la aplicación que permitirá al equipo irrumpir en el mercado comercial. "La idea es que su techo sea un panel de madera, y el panel de madera tendría esta función LED, para que pueda tener iluminación interior directamente desde el techo, " él dijo.

A diferencia de una luz de fuente puntual, la luz de la madera transparente es difusa, haciéndolo más natural y agradable a la vista, Dice el profesor Berglund. Los puntos cuánticos son una colección de átomos semiconductores, unos nanómetros de ancho, que emiten fluorescencia cuando se exponen a la luz ultravioleta. Estos paneles son solo una de las muchas aplicaciones que WoodNanoTech ha ideado para su madera transparente.

La madera también puede ser la base de las ventanas electrocrómicas. Estas 'ventanas inteligentes, 'que están pintados con una fina capa de polímero, pueden bloquear la luz cuando la electricidad pasa a través de ellos.

Energía

El profesor Berglund cree que esta madera de próxima generación también tiene un lugar en el sector energético. "Podemos mejorar la eficiencia (de las células solares) porque la dispersión de la luz (dentro de la madera) significa que el camino de la (luz) es más largo, para que puedas absorber más energía, " él dijo.

Y el uso de un material de cambio de fase en lugar de un polímero para reemplazar la lignina transforma la madera en un dispositivo de almacenamiento de energía. Durante el día, esta madera infundida puede absorber el calor, pero de noche cuando las temperaturas bajan, el material de cambio de fase cristaliza, liberando calor.

"Empezamos con la madera, hacer que soporte la carga, y luego integrar la (nano) tecnología con otras funciones, ", Dijo el profesor Berglund.

El principal desafío de las nuevas tecnologías es la escalabilidad, y la madera de próxima generación no es una excepción. "¿Cómo se escala desde el procesamiento de laboratorio, donde tienes un control estricto sobre tu nanoestructura, a algo que se puede hacer a escala industrial? ", preguntó el profesor Berglund, agregando que están buscando socios comerciales. Esto puede resultar difícil para los proyectos de investigación académica.

Para Boitouzet de Woodoo, el hecho de que su empresa ya tenga socios industriales les permite aumentar la producción. En la actualidad, producen 5, 000 metros cuadrados de madera aumentada por año, lo que equivale aproximadamente a las tres cuartas partes de un campo de fútbol, ​​y ahora apuntan a 300, 000 metros cuadrados al año.

Afortunadamente, La madera para madera aumentada es fácil de conseguir.

Ya hay muchos lugares donde pueden adquirir madera, Dice Boitouzet. Woodoo usa haya, pino, y chopo, entre otros, mientras que el equipo de investigación del profesor Berglund moderniza la balsa y centra su atención en el abedul.

El siguiente paso del profesor Berglund es hacer que su madera modificada sea más respetuosa con el medio ambiente. Una forma de hacer esto sería retener la mayor cantidad posible de lignina, en lugar de descartarlo. "Si lo quitas, está agregando un paso químico que va a costar energía, requieren disolventes, ", dijo. Usar más lignina también significa retener más carbono en los edificios.

Ahora, su equipo se centra en utilizar un polímero más ecológico en los materiales. "Hasta aquí, hemos utilizado polímeros a base de petróleo para impregnar la madera, pero estamos trabajando muy intensamente ahora para usar un polímero de base biológica, ", dijo. Eso aseguraría la posición de la madera de próxima generación como material de construcción del futuro.