El bambú es muy utilizado por sus diversas excelentes cualidades. Tiene alta resistencia, buena elasticidad, rendimiento estable y baja densidad, por lo que se utiliza en la construcción y fabricación de muebles. Es rico en fibra y por ello se utiliza en la industria papelera. Es alto, verde y perenne durante todo el año, por lo que se utiliza para paisajismo y construcción de jardines. Crece rápidamente y tiene importantes aplicaciones en la protección ambiental y la restauración ecológica. Es delicioso y nutritivo, por lo que la gente lo ama profundamente. Estas cualidades están relacionadas con la microestructura del bambú, que está determinada por el tipo, tamaño, forma y disposición de las células y la estructura y composición de las paredes celulares.
Entonces, como investigador de la microestructura del bambú, no sólo me gusta la belleza externa de los bambúes verdes y aprecio su buen temperamento, sino que también aprecio su belleza interior.
El historial de investigación de 1 no es largo.
En comparación con los miles de años de cultivo y utilización del bambú, la historia de investigaciones en profundidad sobre la estructura interna del bambú es de menos de 50 años. La anatomía microscópica del bambú entra dentro del ámbito de la anatomía de la madera. Para poder aprovechar mejor la madera es necesario realizar diversos estudios microanatómicos de la madera. Sólo con una comprensión más detallada de la microestructura de diversas maderas se podrá transformar la experiencia adquirida en la práctica en indicadores científicos cuantificables. En la actualidad, algunas grandes plantas procesadoras de madera del mundo tienen sus propias instituciones de investigación de microanatomía.
De manera similar a la utilización de la madera, para utilizar mejor el bambú, se necesitan varios estudios anatómicos sobre la microestructura del bambú. En el campo de la investigación de la estructura anatómica del bambú, los mayores contribuyentes son el Profesor Li de la Universidad de Pekín y el Profesor W. Liese de la Universidad de Hamburgo en Alemania.
A principios de la década de 1960, para estudiar mejor las propiedades de diversos materiales de bambú, el profesor Li inventó el método de corte al vapor. Es decir, las muestras de bambú recolectadas se hierven durante un período de tiempo, luego se cortan en rodajas y se soplan con vapor para ablandar el bambú. Este método supera la dificultad de que el bambú sea duro y difícil de fabricar y sienta las bases para futuras investigaciones microscópicas sobre el bambú. El profesor Li estudió las estructuras anatómicas de 25 especies de bambú en mi país y compiló la primera tabla de recuperación de clasificación de mi país basada en características anatómicas.
Posteriormente, en las décadas de 1970 y 1980, el profesor W. Liese estudió y analizó la estructura vascular única en 52 especies de bambúes en 14 géneros en Asia, y comparó la estructura de esta estructura en diferentes bambúes del mismo especies, altura y diferencias entre individuos de una misma especie de bambú. Se observó la ultraestructura de la pared celular de la fibra de bambú utilizando un microscopio electrónico de barrido y un microscopio electrónico de transmisión, y se propuso un modelo estructural de la pared celular de la fibra de bambú.
¿Por qué el bambú crece tan rápido?
Existe un fenómeno muy interesante en el crecimiento del bambú, es decir, hay tantos nudos como hay en el suelo. Qué tan gruesos son los brotes de bambú, qué tan grueso será el bambú cuando crezca. Este peculiar fenómeno está determinado por la microestructura única del bambú.
Los brotes de bambú se desarrollan a partir de los brotes de los tallos de bambú subterráneos. La capa exterior que envuelve los brotes de bambú capa por capa se llama tuo. La parte superior de la estructura interna de los brotes de bambú se llama meristemo apical. En el lugar donde emergen las hojas, las células del meristemo apical se dividen y diferencian para formar nodos, que son los nodos después de que crece el bambú. El tejido meristemático se divide en varias secciones de abajo hacia arriba, y cada sección es una sección. Los entrenudos crecen, que es lo que vemos como una sección de bambú. En los brotes jóvenes de bambú, los entrenudos son muy cortos y todos los entrenudos son un tipo de células que llamamos meristemas interfíticos. El tejido meristemático juega un papel decisivo en el crecimiento del bambú.
Después de que los brotes de bambú crezcan del suelo, las células que formaron nodos anteriormente dejarán de dividirse y diferenciarse, por lo que no habrá nuevos nodos. Por lo tanto, hay tantos nudos en el bambú crecido como en los brotes de bambú. A partir de entonces, el crecimiento del bambú es el resultado de las actividades del "meristemo interfítico". Una característica de las células de este tejido es que sólo pueden dividirse a lo largo del eje longitudinal del tallo de bambú, y la expansión y elongación de las células también se producen a lo largo del eje longitudinal del tallo de bambú. Si no se puede aumentar el número y el ancho de las células en dirección horizontal, no se puede aumentar el grosor del tallo de bambú, por lo que los brotes de bambú sólo pueden crecer tan gruesos como antes. En el mismo brote de bambú, el "meristemo interfítico" de cada nodo crece al mismo tiempo, por lo que macroscópicamente muestra el rápido crecimiento de los brotes de bambú. La mayoría de los tipos de brotes de bambú pueden crecer una media de 8 a 15 cm por día y, en su momento más rápido, pueden crecer 1 m por día y noche.
Los brotes de bambú son deliciosos y nutritivos porque las paredes celulares de varias células de los brotes de bambú no están lignificadas y son ricas en celulosa, hemicelulosa y pectina. Además, las células del tejido básico de los brotes de bambú contienen una gran cantidad de polisacáridos de almidón. Cuando los brotes de bambú se convierten en bambú nuevo y se completa la lignificación de las paredes celulares, el bambú se vuelve duro y flexible y ya no se puede comer.
Para los bambúes, el período en el que los brotes de bambú se acaban de convertir en bambú nuevo es el período más peligroso de sus vidas. En este momento, el bambú ha crecido mucho, pero los tejidos mecánicos del cuerpo aún no se han desarrollado completamente, especialmente en los nudos, que son los últimos lugares donde los meristemas intercalados dejan de moverse en caso de daño externo (viento, intrusión humana o animal, etc.) se rompen fácilmente. ). Y este período es también un período en el que el bambú es muy sensible a plagas, enfermedades y condiciones ambientales adversas. Por lo tanto, la Asociación de Productores de Bambú ha brindado al jardín de bambú un cuidado más meticuloso.
¿Cuándo es más duro el bambú?
La mayoría de los tipos de bambú detendrán el rápido crecimiento después de un año de crecimiento, ya no aumentarán en altura y la estructura interna básicamente se habrá desarrollado. Al observar con un microscopio de luz polarizada, se puede encontrar que las paredes celulares de los tejidos y células básicos se han engrosado y el proceso de lignificación básicamente se ha completado.
Aunque la estructura interna del bambú de tres y siete años es básicamente la misma que la del bambú anual, a través de una cuidadosa observación de la microestructura, los científicos descubrieron que a medida que aumenta la edad del bambú , la pared celular del bambú está aún más engrosada y presenta una estructura de varias capas. La investigación del profesor W. Liese y otros muestra que incluso después de 12 años de crecimiento, el grosor, el número de capas y el grado de lignificación de las paredes celulares del bambú siguen aumentando.
El espesor, número de capas y grado de lignificación de las paredes celulares del bambú afectan directamente a la calidad del bambú. Por tanto, la edad del bambú está estrechamente relacionada con la resistencia mecánica del bambú. En términos generales, la resistencia mecánica del bambú aumenta con la edad del bambú, pero cuando el bambú envejece, especialmente después de la floración, la resistencia disminuirá rápidamente y el material se volverá quebradizo y fácil de romper.
En el sur de China, los cultivadores de bambú suelen utilizar sus propios marcadores para marcar el año de nacimiento de cada bambú y luego cortan el bambú que tiene entre 4 y 6 años. Aunque la edad del bambú se puede estimar en función de su color, textura y otras características, la calidad del bambú se puede garantizar registrando con precisión la edad de cada tallo de bambú y cortándolo a tiempo. Porque después de 4 a 6 años de uso del bambú, aunque la pared celular se espesará y la lignificación continuará, la resistencia mecánica del bambú básicamente ha alcanzado un valor estable, y luego la mejora de la resistencia es muy limitada. Si se espera unos años, no será rentable para los agricultores de bambú.
¿Por qué el bambú es a la vez duro y elástico?
De entre todas las plantas, el bambú es uno de los mejores materiales estructurales. Es ligero y duro, tiene una piel gruesa y hueca y una fuerte tensión de flexión, lo que demuestra plenamente la belleza mecánica de la naturaleza. En comparación con la madera o incluso con el acero común, es superior en resistencia y rigidez y puede usarse ampliamente en proyectos de construcción. Por ejemplo, los andamios de bambú son más resistentes a los huracanes que los andamios de acero. La microestructura determina las propiedades macroscópicas y las propiedades mecánicas del bambú también están determinadas por su microestructura.
El bambú está compuesto principalmente por haces vasculares que desempeñan un papel de soporte de carga y una matriz celular de tejido básico que conecta y transmite cargas. En la misma sección transversal de la pared de bambú, los cambios en la forma, tamaño y densidad de los haces vasculares en los tallos de bambú muestran una regularidad evidente. De afuera hacia adentro, el volumen del haz vascular aumenta de pequeño a grande y luego cambia ligeramente al acercarse al amarillo del bambú (la pared más interna del bambú). La densidad cambia de densa a escasa y es ligeramente más densa cerca de la superficie amarilla del bambú. El sistema de superficie muy dura (verde bambú) compuesto por la epidermis y la hipodermis y el anillo de la médula (amarillo bambú) compuesto por múltiples capas de células pétreas forman las paredes internas y externas del bambú, intercalando firmemente los haces vasculares y los tejidos básicos. En el medio, tiene un muy buen efecto estabilizador sobre las propiedades del bambú. Por eso el bambú es fuerte.
Las paredes celulares de las fibras de bambú son muy diferentes. Tiene múltiples capas de paredes secundarias engrosadas de manera desigual, formando una estructura de múltiples capas que alterna entre ancho y ancho. Esta estructura en capas es de gran importancia para la resistencia a la flexión del bambú. Además, la estructura en la que la densidad de los haces vasculares y las fibras aumenta gradualmente desde el interior hacia el exterior en la caña de bambú es también la mejor adaptación a la carga de flexión del viento. Éste es el secreto de la flexibilidad del bambú.
Sin embargo, el bambú también tiene sus desventajas. Por ejemplo, el contenido de almidón, azúcar reductor y proteína en el bambú es mayor que el de la madera, lo que hace que el bambú y sus productos sean propensos al moho durante el almacenamiento, transporte, procesamiento y uso, afectando su calidad, reduciendo o incluso perdiendo por completo su uso. valor. Para prevenir el moho, la pudrición bacteriana y la infestación de insectos, se deben llevar a cabo los métodos físicos necesarios, como la cocción, el secado y el tratamiento con reactivos químicos, después de la cosecha y el procesamiento del bambú.
El bambú verde ha conquistado los corazones de las personas con sus hermosas cejas y su apariencia alta, y es amado por sus diversos usos. Con el desarrollo de la ciencia y la tecnología, los secretos de la microestructura del bambú se van revelando cada vez más. En el laboratorio y bajo el microscopio, los científicos de la vida han mostrado otro lado del bambú que rara vez se conoce, permitiendo a todos ver otro tipo de belleza y dándole más significado.