Hace treinta años, un botánico en Alemania tuvo un simple deseo: ver el funcionamiento interno de las plantas leñosas sin diseccionarlas. Al eliminar los pigmentos de las células vegetales, Siegfried Fink logró crear madera transparente y publicó su técnica en una revista especializada en tecnología de la madera. El artículo de 1992 siguió siendo la última palabra sobre la madera transparente durante más de una década, hasta que un investigador llamado Lars Berglund lo descubrió.
Berglund se inspiró en el descubrimiento de Fink, pero no por razones botánicas. El científico de materiales, que trabaja en el KTH Royal Institute of Technology de Suecia, se especializa en compuestos poliméricos y estaba interesado en crear una alternativa más robusta al plástico transparente. Y no fue el único interesado en las virtudes de la madera. Al otro lado del océano, investigadores de la Universidad de Maryland estaban ocupados con un objetivo relacionado: aprovechar la fuerza de la madera para fines no tradicionales.
Ahora, tras años de experimentos, las investigaciones de estos grupos están empezando a dar frutos. La madera transparente pronto podría encontrar usos en pantallas súper resistentes para teléfonos inteligentes; en artefactos de iluminación suaves y brillantes; e incluso como características estructurales, como ventanas que cambian de color.
«Realmente creo que este material tiene un futuro prometedor», dice Qiliang Fu, nanotecnólogo de la madera de la Universidad Forestal de Nanjing en China, que trabajó en el laboratorio de Berglund como estudiante de posgrado.
La madera se compone de innumerables pequeños canales verticales, como un apretado manojo de pajitas unidas con pegamento. Estas células en forma de tubo transportan agua y nutrientes por todo el árbol, y cuando se cosecha el árbol y la humedad se evapora, quedan bolsas de aire. Para crear madera transparente, los científicos primero necesitan modificar o eliminar el pegamento, llamado lignina, que mantiene unidos los haces de células y proporciona a los troncos y ramas la mayoría de sus tonos marrones terrosos. Después de blanquear el color de la lignina o eliminarla de otro modo, queda un esqueleto de células huecas de color blanco lechoso.
Este esqueleto sigue siendo opaco porque las paredes celulares desvían la luz en un grado diferente al que lo hace el aire en las bolsas de las células: un valor llamado índice de refracción. Llenar las bolsas de aire con una sustancia como resina epoxi que desvía la luz en un grado similar a las paredes celulares hace que la madera sea transparente.
El material con el que trabajaron los científicos es delgado, normalmente de menos de un milímetro a alrededor de un centímetro de espesor. Pero las células crean una estructura de panal resistente y las diminutas fibras de la madera son más fuertes que las mejores fibras de carbono, dice el científico de materiales Liangbing Hu, que dirige el grupo de investigación que trabaja con madera transparente en la Universidad de Maryland en College Park. Y con la resina añadida, la madera transparente supera al plástico y al vidrio: en pruebas que midieron la facilidad con la que los materiales se fracturan o rompen bajo presión, la madera transparente resultó tres veces más resistente que los plásticos transparentes como el plexiglás y aproximadamente 10 veces más resistente que el vidrio.
«Los resultados son sorprendentes: un trozo de madera puede ser tan resistente como el vidrio», dice Hu, quien destacó las características de la madera transparente en la Revisión Anual de Investigación de Materiales de 2023.
El proceso también funciona con madera más gruesa, pero la vista a través de esa sustancia es más borrosa porque dispersa más luz. En sus estudios originales de 2016, Hu y Berglund descubrieron que las láminas milimétricas de los esqueletos de madera rellenos de resina dejan pasar entre el 80 y el 90 por ciento de la luz. A medida que el espesor se acerca al centímetro, la transmitancia de la luz disminuye: el grupo de Berglund informó que la madera de 3,7 milímetros de espesor (aproximadamente dos centavos de espesor) transmitía sólo el 40 por ciento de la luz.
El perfil delgado y la resistencia del material significan que podría ser una excelente alternativa a los productos fabricados con cortes finos de plástico o vidrio que se rompen fácilmente, como las pantallas de visualización. La empresa francesa Woodoo, por ejemplo, utiliza un proceso similar de eliminación de lignina en sus pantallas de madera, pero deja un poco de lignina para crear una estética de color diferente. La compañía está adaptando sus pantallas digitales reciclables y sensibles al tacto para productos, incluidos tableros de automóviles y vallas publicitarias.
Pero la mayoría de las investigaciones se han centrado en la madera transparente como elemento arquitectónico, siendo las ventanas un uso particularmente prometedor, dice Prodyut Dhar, ingeniero bioquímico del Instituto Indio de Tecnología de Varanasi. La madera transparente es un aislante mucho mejor que el vidrio, por lo que podría ayudar a los edificios a retener el calor o mantenerlo fuera. Hu y sus colegas también han utilizado alcohol polivinílico, o PVA, un polímero utilizado en pegamento y envases de alimentos, para infiltrarse en los esqueletos de madera, produciendo madera transparente que conduce el calor a una velocidad cinco veces menor que la del vidrio, informó el equipo en 2019 en Materiales funcionales avanzados.