Thủy tinh silica, được làm từ cát, là vật liệu xây dựng phù hợp khi chúng ta cần ánh sáng tự nhiên. Tuy nhiên, vật liệu này nặng, giòn và dễ vỡ khi bị va đập mạnh.

Gỗ trong suốt đã xuất hiện trên các sân cỏ thủy tinh trong vài năm nay gần đây. Để tạo ra được gỗ trong suốt, các nhà khoa học đã loại bỏ lignin ra khỏi sợi gỗ bằng các phương pháp hóa học, sau đó xử lý vật liệu còn lại bằng tấm mica hoặc epoxy. Kết quả cuối cùng là tạo ra một loại vật liệu trong suốt có thể tái chế với độ bền bằng hoặc hơn thủy tinh, đồng thời nhẹ hơn và cách nhiệt tốt hơn.

Tuy nhiên, gỗ trong suốt vẫn tồn tại một số vấn đề gây hạn chế khi sử dụng đó là nó dễ cháy hơn thủy tinh rất nhiều.

Hiện nay nhu cầu gỗ trong suốt trên thị trường rất lớn nhưng các nhà sản xuất phải mất rất nhiều thời gian mới có thể sản xuất được ra nó. Chính vì vậy, trong nghiên cứu mới này, các nhà nghiên cứu tại Đại học Công nghệ và Lâm nghiệp Trung Nam (CSUFT), Trung Quốc đã chuyển sang sử dụng tre.

Caichao Wan, tác giả nghiên cứu, cho biết: “Tre, thường được gọi là 'khu rừng thứ hai', có tốc độ tăng trưởng và tái sinh nhanh. Tre sinh trưởng trong vòng 4 đến 7 năm là có thể khai thác làm vật liệu xây dựng. Sản lượng tre cao gấp 4 lần gỗ trên mỗi mẫu Anh. Tre được công nhận rộng rãi vì tính hiệu quả vượt trội của nó”.

Cấu trúc bên trong và thành phần hóa học của tre rất giống gỗ nên nhóm nghiên cứu đã sử dụng phương pháp tương tự để biến nó thành vật liệu trong suốt. Sau khi loại bỏ lignin, tre được ngâm với natri silicat lỏng vô cơ - chất này làm thay đổi khúc xạ ánh sáng của sợi tre - để làm cho tre trở nên trong suốt. Sau đó, nó được xử lý để làm cho vật liệu kỵ nước hoặc chống thấm nước.

Kết quả cuối cùng, các nhà nghiên cứu thu được vật liệu có cấu trúc ba lớp - silane ở trên cùng, silicon dioxide ở giữa và natri silicat ở dưới cùng. Tre trong suốt có độ truyền ánh sáng 71,6%, chống cháy, chống thấm nước, chặn khói và carbon monoxide. Về mặt cơ học, nó có mô đun uốn là 7,6 GPa và mô đun kéo là 6,7 GPa.

Loại tre trong suốt này không chỉ sử dụng làm vật liệu xây dựng mà khi được sử dụng làm chất nền cho pin mặt trời perovskite, nó hoạt động giống như một lớp quản lý ánh sáng, góp phần nâng hiệu suất chuyển đổi năng lượng của tế bào lên 15,29%.

Wan cho biết: “Trong nghiên cứu trong tương lai, chúng tôi sẽ tập trung vào chế tạo quy mô lớn và đa chức năng của loại tre trong suốt này”.