Neki Englez koji je došao u Zagreb odmah je primijetio da smo mi Hrvati „tree-lovers“, a kad se malo sabrao (i počeo analitizirati situaciju) došao je do zaključka da bilo gdje u Zagrebu da staneš, ugledat ćeš bar jedno stablo. Za potvrdu potonje tvrdnje trebalo bi napraviti opsežniju statističku analizu, u što se ne bih upuštao, no ono u što se upustila neka umirovljenica iz moga susjedstva prelazi sve granice strpljivosti. Ona se naime potrudila da izbroji sva novozasađena stabla u parku nedaleko svoje i moje kuće: izbrojala ih je ravno stotinu – dok nije zasađeno još tridesetak novih! Svi zadovoljni osim neke biologinje. Kaže da je sađenje stabala štetno jer su šume staništa s najnižom bioraznolikošću. Najveća bioraznolikost je, kaže, na granci šume i livade. No kako imati granicu između šume i livade, ako nema šume?

No dok čitatelju prepuštam da riješi ovaj problem koji nadilazi biologiju i prirodnu znanost općenito te već dodiruje sfere filozofije, meni preostaje samo da ponovim ono što sam čuo od šumara i inih dendrologa, a to je da je drvna masa tek djelić dobrobiti od šume. „Gdje god zgodno mjesto nađeš, tu drvo posadi“, učili smo u školi dok smo sjedili u drvenim klupama. I doista, ne bez razloga, jer drvo je vrlo jeftina (ako ne i najjeftinija) organska sirovina i usto 100 % obnovljiva. Nije mu bilo premca sve dok se nisu pojavile plastične mase i drugi umjetni polimeri, no sada – kada se uvidjelo koliko umjetni materijali onečišćuju okoliš i utječu na klimu našeg planeta – opet se okrećemo drvu. Dolaze nove znanstvene metode, nove tehnologije koje omogućuju da se od drva dobije mnogo više nego što od njega može dobiti stolar i tesar, pa čak i proizvođač celuloze i papira te proizvoda od tih osnovnih sirovina. 

I evo ga, evo novog proizvoda iz laboratorija kineskih znanstvenika. U (predugom) naslovu njihova znanstvenog rada objavljenog u časopisu Molecules – „Construction of nanofibrillar networked wood aerogels derived from typical softwood and hardwood: A comparative study on in situ formation mechanism of nanofibrillar networks“ – odmah mi je za oko zapela riječ „aerogels“. Aerogeli su, najjednostavnije rečeno, gelovi (hidrogeli) iz kojih je uklonjena voda i zamijenjena zrakom (a može i vakuumom). 

Postupak priprave novog materijala je dosta jednostavan. Prvo se drvo (natural wood, NW) kuha u otopini natrijeva klorita (NaClO₂) i natrijeva acetata (CH₃COONa) da bi se uklonio lignin i djelomično oksidirale hidoksilne skupine (-OH → -COOH). Tako se dobiva delignizirano drvo (DW). Otopini DW se potom doda organsko otapalo, tercijarni butanol, C(CH₃)₃OH, a zatim se otopina smrzne. Isparavanjem pod smanjenim tlakom („u vakuumu“) ukloni se sva voda – i organsko otapalo, razumije se – pa nastane gel bez vode, drvni aerogel (WA). 

Sada u igru ulazi dugi ključni izraz iz naslova, „softwood and hardwood“. Autori spomenutog rada su naime iskušali tri vrste drva, jelovinu (1), gustoće 374 kg/m³, jablanovinu (2), gustoće 442 kg/m³, i balzu (3), gustoće od samo 76 kg/m³. Očekivali bismo: gustoća dobivenog aerogela (WA) mnogo je manja od gustoće sirovine, prirodnog drva (NW). I prevarili bismo se. Gustoća novog materijala je samo za trećinu manja: kreće se od 345 (WA-2) do 59 kg/m³ (WA-3). Zašto?

Odgovor leži u prvoj fazi postupka, u uklanjanju lignina. Za razliku od proizvodnje papira, u ovom postupku nije uklonjen sav lignin. Točnije rečeno, kod najtvrđeg drva (jelovine) ulonjen je praktički sav lignin (99,8 %), no znatno ga je manje uklonjeno kod jablanovine (66 %), a još manje kod balse (60 %). Posljedica toga, a i drugih tehnoloških postupaka, je da je u aerogelu očuvana izvorna struktura drva koju čine (celulozne) stanične stijenke. Iz različite građe drvnog tkiva proizlazi razlika u gustoći drva (a i njihovih mehaničkih svojstava) koja se očituje i u razlici svojstava aerogela priređenih od „mekog i tvrdog drva“.

Pravu smo razliku vidjeli u gustoći. Druga je, važnija (trostruka!) razlika u specifičnoj površini, 29,4 (WA-1), 37,8 (WA-2) i 82,3 m²/g (WA-3), koja je dvadesetak puta veća od specifične površine prirodnog drva (NW). Sve to čini novi materijal izvrsnim adsorpcijskim sredstvom a još više dobrim izolatorom topline. To naročito vrijedi za WA-3, materijal dobiven iz najlakšeg drva (balze) koji usto pokazuje i najveću elastičnost. (To nas ne bi trebalo previše čuditi jer je balza i inače "čudo od drveta": upotrebljava se i kao izolacijski i kao konstrukcijski materijal; koristila se posebice u avionskoj industriji.) WA-3 može izdržati kompresiju od 40 % te nakon 50 ciklusa zadržati izvornu elastičnost. Usto ima veliku poroznost, čak 96 %, što znači da može poslužiti i kao „spužva“ za upijanje vode, ali i drugih tekućina. Novi materijal za novo doba – od sirovine iz kamenog doba.

Nenad Raos je kemičar, znanstveni savjetnik u trajnome zvanju, koji je radio do umirovljenja 2016. godine u zagrebačkom Institutu za medicinska istraživanja i medicinu rada (IMI). Autor je i koautor oko 200 znanstvenih i stručnih radova iz područja teorijske (računalne) kemije, kemije kompleksnih spojeva, bioanorganske kemije i povijesti znanosti. Bio je pročelnik Sekcije za izobrazbu Hrvatskog kemijskog društva, glavni urednik Prirode te urednik rubrike Kemija u nastavi u časopisu Kemija u industriji. Još od studentskih dana bavi se popularizacijom znanosti. Autor je oko 3000 znanstveno-popularnih članaka te 15 znanstveno-popularnih knjiga.