De wetenschappers slaagden er (in een notendop) in om hout te impregneren met een materiaal dat CO2 opneemt en hout sterker maakt. De bevindingen werden gepubliceerd in het wetenschappelijke tijdschrift Cell Reports Physical Science.
Lignine eruit, MOF erin
Om dat trucje voor elkaar te krijgen, moeten de onderzoekers eerst de lignine uit het hout halen. Dat proces heet delignificatie en heeft een grappig effect, vertelt hoofdonderzoeker Muhammad Rahman in een persbericht: “Hout bestaat uit drie hoofdcomponenten: cellulose, hemicellulose en lignine. Lignine geeft hout kleur, dus als we dat eruit halen, wordt het hout kleurloos. Met behulp van bleekmiddel of waterstofperoxide halen we de hemicellulose er vervolgens uit.”
Vervolgens wordt het hout in een oplossing gedoopt waar microdeeltjes van een zogeheten metaalorganisch raamwerk (in het Engels: metal organic frameworks) in ronddrijven. MOF’s (waar inmiddels bijna honderdduizend verschillende varianten van bestaan) zijn poreuze materialen met allerlei mogelijke toepassingen. Ze kunnen bijvoorbeeld als een spons andere moleculen opnemen, zoals CO2.
De MOF die de wetenschappers van Rice University gebruiken, heet CALF-20 en is bij uitstek geschikt om CO2 uit de lucht op te nemen. Het materiaal kan daarnaast goed de ruimtes in hout opvullen waar eerst de lignine en hemicellulose zaten en maakt het hout daarmee sterker dan het voorheen was.
Rechts: een normaal stukje hout. Daarnaast: hout zonder lignine. Links: hout geïnjecteerd met MOF. | Credit: Rice UniversityBouwmateriaal van de toekomst?
De Amerikaanse scheikundige Omar Yaghi maakte in 1995 het eerste metaalorganische raamwerk. Het is daarmee een relatief nieuw materiaal dat nog volop in ontwikkeling is. Veel MOF’s zijn bijvoorbeeld nog niet stabiel en degraderen snel als ze in aanraking komen met vocht. Volgens de wetenschappers blijft hun variant, CALF-20, wel stabiel in verschillende omstandigheden, wat het geschikt maakt voor verwerking in bouwmateriaal.
Of het versterkte hout ook daadwerkelijk een bouwmateriaal van de toekomst wordt, is afwachten. De innovatie staat nog in de kinderschoenen en het is nog niet duidelijk of het een schaalbare en economisch haalbare oplossing is. Daar doet Rice University in de aankomende jaren onderzoek naar.
