La madera es el material natural más utilizado en España. Desde hace miles de años se ha usado para cocinar, calentar, fabricar herramientas y construir casas y edificios. Con la idea de mejorarla, hace tiempo que los investigadores trabajan en volverla transparente, algo que ya se ha logrado con una que es resistente y ecológica u otra que se puede usar para crear ventanas que aíslan una vivienda para ahorrar en calefacción. Aunque la última innovación va un paso más: una madera cristalina que es más fuerte que el plástico y más resistente que el vidrio.
Hace treinta años, Siegfried Fink, un botánico alemán ansiaba ver el funcionamiento interno de las plantas leñosas -generalmente son árboles, arbustos, cactus o trepadoras perennes- sin tener que diseccionarlas. En su investigación, logró crear una madera transparente blanqueando los pigmentos de las células vegetales y acabó publicando su técnica en 1992 en una revista especializada. Más de una década después, el investigador Lars Berglund se topó con el artículo y se inspiró en él para crear una alternativa más robusta al plástico.
Sin embargo, no era el único interesado en este tipo de madera, ya que investigadores de la Universidad de Maryland, en Estados Unidos, también han estado trabajando durante años en aprovechar la fuerza de la madera para fines no tradicionales, como señala la revista Knowable Magazine. Y tras muchos meses de experimentos, han conseguido crear una madera transparente que pronto se podría usar para crear pantallas de teléfonos móviles muy resistentes, lámparas de luz suave o elementos estructurales, como ventanas que cambian de color.
Transparente y resistente
La madera transparente no es un material nuevo, aunque está en una fase temprana. Para conseguir que este clásico elemento se vuelva cristalino se utiliza una compleja técnica mediante la cual se modifica o elimina la lignina, una sustancia natural que forma parte de la pared celular y que ofrece el tono marrón de la madera. Tras ello, queda un esqueleto blanco lechoso de células huecas que sigue siendo opaco, porque las paredes celulares desvían la luz de forma distinta a como lo hace el aire.
Unas bolsas de aire -que se generan al talar el árbol y evaporarse la humedad- que luego se rellenan con una sustancia, como puede ser la resina epoxi, que se encarga de desviar la luz en un grado similar al de las paredes celulares; logrando que la madera se vuelva transparente. Los investigadores de la universidad estadounidense trabajaron con un material delgado, de entre un milímetro y un centímetro de grosor.
Un trozo de madera transparente.
Sin embargo, las células "crean una robusta estructura de panal y las diminutas fibras de madera son más resistentes que las mejores de carbono", según señala Liangbing Hu, quien dirige el grupo de investigación. Lo realmente interesante de este proyecto es que, con la resina añadida, la madera transparente creada tiene unas propiedades sorprendentes, llegando a superar al plástico y al vidrio. De hecho, esta materia se sometió a una serie de pruebas que miden la facilidad con la que los materiales se rompen bajo presión.
Y en ellas, la madera transparente resultó ser diez veces más resistente que el vidrio y tres veces más fuerte que el plástico transparente, como el plexiglás. "Los resultados son asombrosos: un trozo de madera puede ser tan resistente como el vidrio", señala Hu en la investigación, que se publicó en la revista Annual Review of Materials Research 2023. Los científicos también señalan que el proceso para lograr la transparencia también se puede usar con madera más gruesa, sólo que en ese caso la visión a través de ella es más borrosa porque dispersa más luz.
Madera transparente.
Es el perfil delgado y la resistencia de la madera transparente lo que hace que se puede convertir en una interesante alternativa a los productos fabricados con plástico o vidrio con cortes finos y fáciles de romper, como pueden ser las pantallas. En ese sentido, los investigadores estiman que esta nueva materia cristalina podría ser el nuevo elemento para crear pantallas de teléfonos inteligentes y dispositivos móviles, como tablets. Incluso se podría usar para fabricar pantallas de los coches o de vallas publicitarias.
En la construcción
La mayor parte de la investigación realizada con la madera transparente se ha hecho estudiándola como un posible elemento arquitectónico o en la construcción, como en ventanas de una casa o un edificio. Esto se debe a que esta materia presenta una capacidad mucho mayor para aislar que el vidrio, por lo que podría ayudar a conservar el calor en el interior de una vivienda o mantenerlo fuera, ahorrando así en las facturas energéticas. En el caso de la Universidad de Maryland, Hu y su equipo utilizaron alcohol polivinílico (PVA por sus siglas en inglés), que se utiliza en pegamentos y envases de alimentos.
Un trozo de madera transparente y bloques de madera clásicos.
Un polímero que hace que la madera transparente conduzca el calor a una velocidad cinco veces mayor que la del vidrio, según sus pruebas. Por lo tanto, las ventanas de madera transparente serían más resistentes y ayudarían a controlar mejor la temperatura interior de un edificio en comparación con el cristal tradicional. Aunque hay un 'pero': la visión a través de ellas sería menos clara y ligeramente borrosa, siendo parecida a un cristal esmerilado o vidrio opaco que al de una ventana normal.
Este contratiempo también se podría aprovechar si se desea tener una luz difusa o suave en una habitación. Los investigadores señalan que una madera transparente más gruesa y resistente podría servir como una fuente de luz que a su vez sostiene parte del peso de un edificio. En los últimos años los científicos han continuado trabajando en lograr nuevas propiedades para la madera transparente. Por ejemplo, vieron podría cambiar de transparente a tintadas para bloquear la visibilidad o los rayos del Sol gracias a un polímero electrocrómico, una sustancia que puede cambiar de color con una pequeña corriente eléctrica.
Los estudios actuales sobre esta materia se han centrado en mejorar la sostenibilidad en la producción de la madera transparente. Por ejemplo, se pretende eliminar el uso de la resina que se utiliza para rellenar los andamios de madera, que suele ser un producto plástico derivado del petróleo. En ese sentido, se ha probado un polímero totalmente biológico derivado de las cáscaras de cítricos, como limones y naranjas; que transmite alrededor del 90% de la luz, según estudio publicado en 2021 en la revista Advanced Science.
Por su parte, el laboratorio de Hu publicó recientemente un método más ecológico de blanqueo de la lignina basado en el peróxido de hidrógeno y la radiación ultravioleta, que reduce aún más la demanda energética de la producción. A pesar de estos planteamientos más respetuosos con el medioambiente, por el momento el vidrio continua teniendo un menor impacto ambiental al final de su vida útil.