معمارية مفتوحة مع الزجاج أديس وجبهات النافذة الكبيرة التي تسمح بالكثير من الضوء الطبيعي في المنزل هي شعبية جدا - تماما مثل الرغبة في العيش البيئي والطبيعي. ومع ذلك ، عندما يتعلق الأمر بحماية الأسطح الخشبية في الأماكن الداخلية ، فقد كان من الصعب الجمع بين المتطلبين: بدون طلاء ، يمكن أن يتفاعل ضوء الأشعة فوق البنفسجية بطول موجة من 330 إلى 380 نانومتر مع الأسطح الخشبية ويؤدي إلى تغيير اللون والتلف بسبب الأكسدة الضوئية. ومع ذلك، تحتوي الطلاءات الواقية الشفافة المتاحة حاليا في السوق على إضافات كيميائية مثل البنزوفينونات والبنزوتريازولات أو مشتقات الفينيلتريازين كمنعات الأشعة فوق البنفسجية، والتي تضر بالصحة. ومن المهم بشكل خاص أن هذه المواد المتطايرة يمكن أن تدخل الجسم مباشرة عبر الجهاز التنفسي ، على سبيل المثال أثناء عملية التجفيف. حتى الآن، كانت جميع البدائل البيولوجية لحماية الخشب من الشيخوخة الناجمة عن ضوء الشمس ملونة وبالتالي غير قابلة للنفاذ للضوء.

البروتينات للالتزام، مستخلصات النباتات لحماية الأشعة فوق البنفسجية

في ظل هذه الخلفية ، نشأت فكرة تطوير حل لهذه المشكلة في التعاون بين Fraunhofer IVV و Naturhaus Naturfarben GmbH. مع مهمة إيجاد مكونات نباتية مناسبة لطلاء خشبي طبيعي يحمي المادة من الأشعة فوق البنفسجية مع ترك هيكلها مرئيًا ، بدأ Fraunhofer IVV العمل على مشروع "ProTann" في عام 2021. استغل العلماء مجالًا جديدًا تمامًا في البحث: "لقد استخدمنا البروتينات بنجاح كبير في Fraunhofer IVV لفترة طويلة للارتباط الطبيعي في أنظمة الطلاء" ، كما تشرح ميلاني بلاتزر ، زميلة بحثية في قسم تطوير العمليات للمواد الخام النباتية. "ما كان جديدا بالنسبة لنا هو المزيج مع المواد النباتية الثانوية ، والتي كانت ستخدم كحماية من الأشعة فوق البنفسجية لطبق قائم على الماء". لذلك كان أحد أهداف المشروع هو العمل على الترابط المتقاطع الناتج بين البروتينات والمواد النباتية الثانوية في الطلاء وفي النهاية ضمان ارتباط المواد بشكل قوي مع بعضها البعض.

عملية تطوير صعبة

تم تنظيم عملية تطوير الطلاء في عدة مراحل. أولا، اختبر الباحثون فكرة صياغتهم الأولية، والتي استندت إلى مشروع أولي في Fraunhofer IVV، مع العديد من البروتينات، على سبيل المثال من البازلاء أو الصويا. ميلاني بلاتزر: "كان العامل الحاسم بالنسبة لنا في هذه المرحلة: هل يلتصق الطلاء الناتج بالخشب؟ هل يمتص؟ وهل يمكن إزالته بحيث يمكن قياس تأثير حظر الأشعة فوق البنفسجية على الإطلاق؟" ثم اختار فريق المشروع بروتينين وأضاف مختلف المواد النباتية الثانوية التي توفر حماية جيدة ضد الأشعة فوق البنفسجية. كان أحد التحديات هنا هو نطاق درجة الحموضة ، حيث يجب أن يكون للورنيش الخشبي قيمة درجة الحموضة معينة من أجل حماية المادة. وكانت إضافة المستخلصات النباتية نفسها نقطة حاسمة لفريق البحث ، حيث كان من المستحيل تقريبا التنبؤ مسبقا بمدى ذوبان المستخلصات المختلفة ، وما إذا كانت ستتفاعل مع البروتينات وكيف سيتغير لون الطلاء الناتج طوال العملية.