Zkamenělé dřevo – už na něj nemusíme čekat miliony let

Jeden ze zázraků přírody, zkamenělé dřevo, fascinuje lidi už tisíce let. Není divu, jeho dokonale zachovalá organická forma, jemná povrchová kresba přesně kopíruje původní strukturu a přitom má materiál pevnost a hmotnost kamene. To už dokáže s představivostí pořádně zamávat. „Rostly tu snad někde kamenné stromy?“ ptali se jistě naši předkové. Dnes už jsme s poznáním o něco dál, a tak už dobře známe mechanismus, který za vznikem petrifikovaného, nebo také per-mineralizovaného, dřeva stojí. Zázraku to ale na síle nikterak neubírá.

Potřebujete sopku a vodu plnou minerálů. Nebo laboratoř

Víme totiž, že za každým takovým kouskem se skrývá příběh sahající miliony let nazpět, do pradávné historie. Na jeho počátku stálo dřevo: větev, strom nebo rovnou celý les, který byl v rámci jednorázové události překryt neprodyšným substrátem. Obvykle v tom hrála roli láva, ale mohlo jít také o popel nebo hluboké rašelino-písčité bahno. Naštěstí podobné katastrofické události, zahrnující extrémní požár, erupci sopky či drastické povodně s metrovými bahnitými náplavy, u nás zrovna časté nejsou. I proto u nás máme kamenného dřeva pomálu.

Photocredit: Jerry and Pat Donaho

Mineralizace musí být rychlejší než rozklad

To, že se dřevo ocitlo pod nepropustnou vrstvou, je jen první z podmínek. Absence kyslíku zatím jen zabránila rozkladu dřeva. Na řadu pak přišla (někdy i po dlouhých staletích či tisíciletích) voda nasycená minerály. Ta postupně protékala zakonzervovanými rostlinnými buňkami, obalovala je anorganickou krustou a postupně vyplavovala lignin a celulózu. Ale to pořád nestačí. Důležitou roli tu hraje i správné načasování. V krátkosti řečeno, k mineralizaci musí dojít dřív, než se projeví rozklad organické hmoty.

Dokonalá replika

Teprve po milionech let působení takových příhodných podmínek je výsledkem kamenné dřevo, které nás nepřestává udivovat. Proč? Čistě technicky je to po všech stránkách jen obyčejný kámen, ne? Až po okraj přetéká křemíkem. Nastřádané minerály uvnitř přesně kopírují původní rostlinná pletiva. Díky tomu je každý kousek petrifikovaného dřeva dokonalou rozvodnou sítí mikroskopických měřítek. Stačí se jen podívat dovnitř (což bez výkonné řezačky a elektronového mikroskopu nepůjde) a jistě vás napadne řada využití.

Kácet krumpáčem, nebo raději vyrábět?

Dokonalý izolační systém fungující na bázi struktury vedoucí teplo nebo třeba unikátní filtr, který dokáže separovat jednotlivé molekuly. Kamenné dřevo má navzdory své nepatrné vnitřní konstrukci velmi velký potenciál v moderních technologiích. Je tu ovšem jedna podstatná závada. Pokud nechceme těžit tyto přírodní klenoty z kamenných lesů v rezervacích v argentinském Sarmiento a Jaramillo, čínském Jungaaru nebo v australské Chinchile, musíme si počkat pár milionů let. Nebo nemusíme?

Photocredit: Jerry and Pat Donaho

Tým výzkumníků z tichomořských severozápadních národních laboratoří (PNNL) nedávno v praxi ozkoušeli postup, který proces petrifikace zkrátí z milionů let na pouhé dva týdny. A když pomineme, že k tomu potřebovali plně vybavenou laboratoř, nebyl to zase tak náročný proces. Yongsoon Shin, profesor vývoje materiálové technologie, jen dokonale napodobil přirozený přírodní mechanismus.

Recept? Namočit, vysušit, upéct

Nejprve si na nedaleké pile odebral vzorky dřeva topolů a borovic. Pak z nich vyrobil centimetrové kostičky, aby se mu s materiálem lépe pracovalo. Dřevu pak dopřál lázeň ve slabší kyselině, a poté pobyt v křemičitém roztoku.  „Pro lepší výsledek můžete tento proces zopakovat třikrát,“ doplňuje Shin. Následoval pobyt v sušičce a nakonec fáze pečení. O to se postarala speciální argonová pec, ve které byly vzorky dřeva postupně vystavovány teplotě až 1400 °C.

Filtrační systém budoucnosti

Dřevo se peklo dvě hodiny a pak se pomalu v argonové atmosféře nechalo vychladit. „A můžeme podávat,“ směje se Shin. Výsledek? Nerozeznatelný od originálu. „Vyrobili jsme kamenné kostky, které svou texturou i vnitřním uspořádáním dokonale kopírují původní dřevěný organický materiál. Je to dokonalá replika dřeva. Jen jsou kamenné.“

Výzkumníci z PNNL ještě doplňují, že tyhle kamenné kostky pravděpodobně nebudou mít příliš velký potenciál ve stavebnictví či v počítačových technologiích. Ale v chemických laboratořích budoucnosti by mohly být k nezaplacení. „Čistě teoreticky, když bychom rozvinuli a za sebe seřadili mikrokanálky z tohoto petrifikovaného materiálu, dokázali bychom pokrýt plochu fotbalového hřiště. Tak hustý a přitom porézní materiál to je. Myslím, že jako filtrační systém jednou nebude mít petrifikované dřevo konkurenci.“

P.S. Máte zájem získat moderní kamna na dřevo zdarma? Na webu HS Flamingo právě probíhá soutěž o kamna za 50.000 Kč. Účast v soutěži není složitá a šance na výhru je poměrně vysoká.