Dřevo jako stavební materiál se používá odpradávna. Mezi výhody dřeva, které z něj udělaly oblíbený stavební materiál, patří jeho přirozená hojnost a obnovitelnost, stejně jako jeho pevnost, odolnost a izolační vlastnosti. V roce 1992 napadlo německého botanika Siegfrieda Finka odebrat dřevu jeho přirozenou hnědou barvu a vytvořit tak průhledné dřevo. Zachovává si tradiční výhody dřeva a přidává k nim nový benefit – průhlednost.
Dřevo se skládá z celulózy, hemicelulózy a ligninu, přičemž lignin je zodpovědný za hnědé zbarvení a blokování většiny světla. Z pohledu struktury pak dřevo tvoří bezpočet malinkých vertikálních kanálků, které je možné přirovnat ke slaměným stéblům slepeným lepidlem – ligninem. Úkolem těchto trubkovitých buněk je přepravovat vodu a živiny vzhůru stromem. Po pokácení stromu se tekutiny vypaří a ve tkáních zůstanou vzduchové kapsy. Této skutečnosti využívá technologie výroby průhledného dřeva.
Jejím základem je odstranění ligninu, tedy lepidla, které drží vertikální kanálky pohromadě. Výsledkem tohoto procesu, nazývaného delignifikace, je mléčně bílá kostra prázdných buněk. Jenže není průhledná, je matná. Buněčné stěny totiž lámou světlo do jiných úhlů než vzduch uvnitř buněk (tzv. refraktivní index). Proto je třeba vzduchové kapsy naplnit látkou, konkrétně průhledným polymerem jako je akryl nebo epoxidová pryskyřice, která láme světlo do podobných úhlů jako buněčná stěna. Polymerní roztok vyplní všechny prázdné mezery ve dřevě, včetně prázdných přepravních trubek a oblastí, kde byl lignin rozložený. Vyplněním prázdných prostor dřevo dosáhne relativně rovnoměrný index lomu, který propouští světlo. Výsledek? Dřevo zprůhlední.
Po přidání pryskyřice má průhledné dřevo lepší vlastnosti než sklo nebo plast. Je 3x pevnější než plexisklo a 10x odolnější než sklo. Přitom si ponechává typickou zrnitost dřeva, což mu propůjčuje unikátní přirozenou estetičnost.
Pokud jde o samotnou průhlednost, tak transparentní sklo nejvíc připomíná sklo ledové. Milimetr silná deska dřevěné kostry naplněné pryskyřicí propouští 80 až 90 % světla, kdežto při tloušťce pouhých 3,7 milimetru už je to jen 40 % světla. Pohled skrz silnější vrstvu dřeva je zamlženější, neboť se v ní tříští více světla.
Transparentní dřevo kromě průhlednosti vykazuje také pozoruhodné tepelně izolační vlastnosti. Na rozdíl od tradičních průhledných materiálů (např. skla), vytváří průhledné dřevo přirozenou bariéru pro přenos tepla. Jeho tepelně izolační schopnosti jsou dány buněčnou strukturou dřeva, absencí ligninu a přítomností lumenů naplněných vzduchem. Pokud je pro vyplnění prázdných mezer ve dřevě použita nějaká varianta ošetřeného polymeru, např. polyvinylalkohol (PVA), pak má dřevěný kompozit tepelnou vodivost až pětkrát nižší než sklo. Transparentní dřevo tedy účinně reguluje teplotu, snižuje tepelné ztráty za chladu a minimalizuje tepelné zisky za horka. Materiál harmonicky kombinuje optickou průhlednost a tepelný výkon.
Pro průhledné dřevo existuje ve stavebnictví řada možností uplatnění. Jednou z hlavních aplikací transparentního dřeva jsou okna a fasády. Materiál umožňuje vstup přirozeného světla a zároveň poskytuje tepelnou izolaci, což přispívá k energetické účinnosti budov. Kromě svých výhodných technických vlastností je použití průhledného dřeva řešením udržitelnosti. Zdá se být cestou, jak touto ekologickou alternativou ve stavebnictví snížit dopady na životní prostředí.
Průhledné dřevo je lepší než sklo, pokud jde o pevnost, odolnost a zadržování tepla. Ve srovnání s plastem je navíc biologicky odbouratelné, tedy lepší pro životní prostředí. Průhledné dřevo může být také udržitelnější náhradou skla v aplikacích, jako jsou solární panely, protože je levné, obnovitelné a snadno dostupné.
Byť průhledný zůstává dřevěný kompozit stále přírodním materiálem. Většímu rozšíření jeho použití proto brání nedořešené problémy, jako jsou hniloba, povětrnostní vlivy a údržba. Bez toho není možné uvažovat o jeho zabudování do odolných a spolehlivých konstrukcí.
Kromě toho je průhledné dřevo náchylné k ohni, stejně jako dřevo běžné. Situaci ještě zhoršují přidané chemikálie a polymery, které zajišťují jeho průhlednost. Kompozit proto představuje významné požární riziko, které je třeba pečlivě zvážit.
Nejvýznamnější překážkou většímu rozšíření je ale samotná výroba. I když vývoj pokročil, stále zůstává průhledné dřevo především laboratorní záležitostí nebo výrobou prototypů. Cenově dostupná výroba si musí počkat na zlepšení výrobních technologií. Na těch už vědci pracují, stejně jako hledají nejvhodnější druh dřeva pro tuto aplikaci.
Dřevo, na rozdíl od materiálů na bázi ropy, pochází z hojného obnovitelného zdroje. Je biologicky odbouratelné, má nízkou hustotu a poskytuje sníženou uhlíkovou stopu ve srovnání se syntetickými alternativami. Kromě toho je snadno zpracovatelné, má vynikající mechanické vlastnosti a nelze zapomenout ani na jeho estetiku. Objevem jeho zprůhledňování se tento materiál posouvá ještě o příčku výše.
Zatím se jako nejzajímavější uplatnění jeví okna z průhledného dřeva. Byla by odolnější a lépe by hospodařila s teplem než klasická, skleněná okna. Výhled z nich by sice mohl být poněkud zamlžený, ale zase by danému prostoru poskytovaly příjemné neoslňující rozptýlenější světlo.
Zdroj:
University of Southern California: Ilumin magazine
Informační zpravodaj Státního fondu životního prostředí ČR, červenec/srpen 2025
ParametricArchitecture (PA)
Karel Hubáček navrhl jednu z nejikoničtějších staveb české architektury – Ještěd. Jak ale bydlel autor futuristického vysílače? Jeho vlastní dům překvapí skromností i nadčasovostí.
Kaki už dávno nepatří jen na pulty supermarketů. Tento exotický strom zvládne pěstování i v našich podmínkách, stačí zvolit správnou odrůdu a chráněné stanoviště.
