درخت، منبع انرژی

اگر از هم اکنون برخی از مراتع را به جنگل تبدیل کنیم، با اتمام سوخت‌های فسیلی می‌توان از درخت‌ها به منزله‌ی منبع حیاتی و قابل تجدید برای صنایع شیمیایی استفاده کرد. سالانه بیش از دوازده میلیارد تن چوب در زمین تولید می‌شود. این رقم دو برابر میزان سوخت‌های فسیلی است که هر سال مصرف می‌کنیم. به هنگام کاهش و اتمام ذخایر نفت و گاز می‌توان مواد شیمیایی ارزشمندی را از درختان استخراج کرد که کمبود مواد شیمیایی حاصل از نفت و گاز را جبران کنند و نهایتاً جای‌گزین آن‌ها شوند. در دهه‌های آینده می‌توان محصولاتی از قبیل منسوجات، مواد پلاستیکی، دارو، و رنگ‌ها را که اکنون از مواد پتروشیمیایی به دست می‌آیند از درختان به دست آورد. حتی در حال حاضر نیز برخی از این مواد اولیه، نه تنها از نفت، بلکه هم‌چنین از چوب به دست می‌آیند. الیاف مصنوعی نظیر رایون (ابریشم مصنوعی)، مواد بسته بندی مانند سلوفان، لاستیک، و برخی مواد پلاستیکی از جمله‌ی موادی هستند که از چوب حاصل می‌شوند.
در گذشته، ارزش واقعی این منبع طبیعی، چندان معلوم نبود. ما هنوز هم چوب را عمدتاً به منزله‌ی سوخت و منبعی برای تهیه‌ی کاغذ تلقی می‌کنیم و ارزش آن را به عنوان منبعی برای مواد شیمیایی به درستی نمی‌‌شناسیم. اما این اشتباه است. اگر اکنون درخت‌هایی را بکاریم که رشد سریعی دارند، به هنگام کاهش ذخایر نفت، این درخت‌ها به حد کافی رشد کرده‌اند. در حال حاضر، کشورهای زیادی در زمینه‌ی تولید چوب خودکفا نیستند. کشورهای اروپایی از این جمله‌اند. پوشش جنگلی در کشورهای بازار مشترک نسبتاً کم، و به طور متوسط بیست و سه درصد از کل زمین‌هاست. این میزان از پنج درصد در ایرلند تا چهل و پنج درصد در یونان نوسان دارد. به همین منظور، بیش‌تر این کشورها در حال برنامه‌ریزی برای تبدیل زمین‌های کشاورزیِ مازاد به جنگل هستند.
درخت‌کاری لزوماً به معنای کاشتن هکتارها درخت کاج نیست. گرچه برخی از صنایع شیمیایی به خمیر کاغذ مرغوب که از درخت‌هایی نظیر سرو، کاج، و صنوبر به دست می‌آید نیاز دارند، اما می‌توان از درختان پهن برگ نظیر سپیدار، افرا، و توس هم برای تولید خمیر مناسب استفاده کرد. در آمارهایی که در آن‌ها درخت به عنوان منبع مواد شیمیایی تلقی می‌شود، اعداد و ارقام جالبی به چشم می‌خورد. مثلاً برای تأمین لباس یک نفر در تمام عمرش، وجود فقط پنج درخت، یا سه درخت درصورتی که از تمام قسمت‌های چوب آن استفاده شود، کفایت می‌کند. از یک اصله درخت می‌توان کل مصرف یک‌ساله‌ی خانواده‌ای را از نظر لباس، موکت، و پرده تأمین کرد. رایون که از چوب تهیه می‌شود می‌تواند جای‌گزین بسیاری از منسوجات مشتق از مواد پتروشیمی، نظیر پٌلی‌استر، نایلون، و الیاف اکریلیک شود. در خلال جنگ جهانی دوم، آلمانی‌ها فرایند پیوسته‌ای را برای ساخت رایون تکمیل کردند که اکنون در سراسر جهان مورد استفاده قرار می‌گیرد. این کار، آنان را از واردات الیاف بی‌نیاز ساخت.
گرچه اکنون نیز می‌توان درخت را به عنوان ماده‌ی اولیه‌ی صنعتی مهمی دانست و مواد زیادی از آن استخراج کرد، اما صنایع امروزی، کم‌تر از نیمی از هر درخت را، آن هم عمدتاً به شکل سلولز برای ساخت کاغذ و منسوجات، مورد استفاده قرار می‌دهند. بدیهی است که اگر قرار باشد چوب تا حدودی جای‌گزین نفت شود، از نظر اقتصادی مقرون به صرفه خواهد بود که از تمام اجزای درخت بهره برداری شود. در حال حاضر، در کشورهای صنعتی گروه‌های پژوهشی زیادی هم در دانشگاه‌ها و هم در صنایع، راه‌های استفاده از کل درخت را بررسی می‌کنند. برخی نظرات در نحوه‌ی کاربرد این منبع اولیه در صنایع، تغییراتی انقلابی پدید خواهد آورد.
چگونه می‌توانیم از کل درخت استفاده کنیم؟ چوب ساختار پیچیده‌ای دارد که می‌توان برخی از مواد شیمیایی مهم را از چهار ماده‌ی اساسی تشکیل دهنده‌ی آن به دست آورد. سلولز حدود نیمی از حجم چوب را تشکیل می‌دهد. شبه سلولز حدود یک پنجم، لیگنین (مواد سخت پیرامون بافت‌های چوب) حدود یک چهارم، و رزین یا روغن، یک بیستم چوب را تشکیل می‌دهند. سلولز، یعنی جزء سازنده‌ی اصلی دیواره‌ی سلول، کربوهیدراتی است که از زنجیره‌هایی از حلقه‌های گلوکز ساخته شده است. این پلیمر ممکن است ده هزار بار درازتر از مولکول گلوکز باشد. شبه سلولز، پلیمر پیچیده‌تری است ساخته شده از مخلوطی از قندهایی چون گزیلوز، گالاکتوز، آرابینوز، گلوکز. لیگنین مخلوطی از مولکول‌های به هم پیوسته‌ی مشتقات بنزن است. این ماده بخش اعظم قسمت میان سلولی چوب را تشکیل می‌دهد. روغن‌ها که بخش کم‌تری از چوب را تشکیل می‌دهند هیدروکربن‌هایی چون تربانتین هستند که از واکنش‌های متابولیسم (سوخت و ساز) تولید می‌شوند.
استخراج این اجزا باید در چند مرحله صورت گیرد. نخست، کارخانه‌های کاغذسازی، کنده‌ی درخت را به قطعات کوچک خرد می‌کنند و آن‌ها را بخار می‌دهند. این کار، تربانتین را به شکل بخار جدا می‌کند. بسته به این که محصول نهایی چیست با یکی از دو فرایند زیر، تراشه‌های چوب را به طور شیمیایی تجزیه می‌کنند. در فرایند اصلی صنعتی، یعنی در روش کرافت، از سولفید سدیم و هیدروکسید سدیم استفاده می‌شود تا لیگنین حل شود و خمیر غیر محلول سلولز و شبه سلولز برجای بماند. این خمیر برای تولید کاغذ مرغوب مناسب است. با اضافه کردن اسید به محلول لیگنین، لیگنین و روغن‌های چوب را جدا می کنند.
شیوه‌ی دیگرِ عمل آوردن چوب، موسوم به فرایند سولفیت، چوب را به خمیری مناسب برای ساخت مواد شیمیایی تبدیل می‌کند. در این فرایند، با استفاده از دی اکسید گوگرد و اکسید کلسیم، یا اکسید منگنز، خمیر سلولزی، لیکور حاوی مشتقات لیگنین (به نام لیگنوسولفات) و شبه سلولز تولید می‌شود. هم فرایند کرافت و هم سولفیت با مسأله‌ای روبه‌رو هستند: در هر دو از ترکیبات بدبوی گوگرد استفاده می‌شود که اگر در محصولات زاید و ضایعات باقی بمانند، محیط را آلوده می‌کنند.
گرچه در صنعت کاغذسازی، با نظارت و کنترل، میزان این آلودگی‌ها را کاهش می دهند اما بهتر خواهد بود که راه دیگری برای تجزیه‌ی چوب یافت شود. شیوه‌ای که توسط ریموند یانگ از دانشگاه ویسکانسین تکمیل شد، مخلوطی از اسید استیک، اتیل استات، و آب را برای تجزیه‌ی چوب به کار می‌گیرد. نتیجه‌ی کار مایعی است که نهایتاً به دو لایه تقسیم می‌شود، یک لایه‌ی آلی که حاوی لیگنین محلول است، و یک لایه‌ی آب که سلولز و شبه سلولز را در خود نگاه می‌دارد.
در حال حاضر، سلولز مهمترین محصول تجزیه‌ی چوب است. بیش از یک قرن است که در صنایع شیمیایی با تبدیل سلولز به ویسکوز، ماده‌ی اولیه‌ی ساخت الیاف رایون و ورقه‌های سلولز (که نام تجاری شناخته شده‌ی آن سلوفان است) را به دست می‌آورند. خمیر چوب، اگر با هیدروکسید سدیم و سپس با دی سولفید کربن عمل آورده شود، محلولی غلیظ و چسبنده از پلیمرهای موسوم به گرانتات‌ها را به دست می‌دهد. این پلیمرها اگر با اسید خنثی شوند کیفیت مرغوب‌تری می‌یابند که تولیدکنندگان مواد شیمیایی می‌توانند آن‌ها را به شکل الیاف ظریفی بریسند یا به صورت فیلم‌ها یا لایه‌های شفاف درآورند. در این فرایندهای شیمیایی زنجیره‌ی پلیمرها شکسته می‌شوند و بنابراین الیاف به دست آمده ضعیف‌ترند. شرکت انگلیسی کورتولدز برای یافتن راه‌های بهتر تولید الیاف به پژوهش پرداخت. این شرکت به عنوان تولید کننده‌ی عمده‌ی رایون و بزرگ‌ترین سازنده‌ی لایه‌های سلولزی (فیلم‌های سلولزی) در جهان، به تکمیل نوع جدیدی از الیاف سلولزی پرداخت که طویل‌تر و درنتیجه مقاوم‌تر هستند. رمز کار، حل کردن خمیر در حلالی موسوم به N-متیل مورفولین اکسید است. متخصصان این شرکت امیدوار بودند که سلولز حاصل شده بتواند با الیاف مصنوعی ساخته شده از نفت، مثلاً نایلون، رقابت کند. لیکن موفقیت این فرایند به استفاده‌ی مؤثر و مجدد از این حلال گران‌قیمت و نیز تغییراتی در تکنولوژی ریسندگی الیاف وابسته است.
شیمی‌دان‌ها هم‌چنین می‌توانند سلولز را از طریق تبادل برخی گروه‌های هیدروکسیل در اطراف حلقه‌های گلوکز آن با گروه‌های دیگر نظیر استات‌ها ، تعدیل کنند. پلیمر حاصل شده، یعنی استات رایون برای پارچه‌ی آستری بسیار مطلوب و مناسب است اما می‌توان آن را به پلاستیک محکمی هم تبدیل کرد. گرچه پلاستیک استات نمی‌تواند از نظر قیمت با پلاستیک‌های حاصله از نفت رقابت کند اما در مواردی که به پلاستیک‌های مرغوب نرم نیاز هست، مثلاً در ساختن قاب عینک، پلاستیک استات به خوبی به کار می‌رود.
سلولز در آب حل نمی‌شود، اما شیمی‌دان‌ها می‌توانند از طریق برخی گروه‌های هیدروکسیلِ حلقه‌های گلوکز به کربوکسیلات‌ها یا اترها، آن را به مشتقات قابل حل تبدیل کنند. اسید مونوکلرواستیک (Cl CH2 CO2 H) با سلولز ترکیب می‌شود و پلیمرهای اسیدی تولید می‌کند که وقتی خنثی شوند نمک‌های قابل حل سدیم را تشکیل می‌دهند. این پلیمرهای یونی به عنوان تغلیظ کننده، در بسیاری از محصولات امروزی یافت می‌شوند، و دامنه‌ی کاربردشان وسیع‌تر است، به طوری که از رنگ‌های امولسیونی تا دسرها و بستنی‌های فوری به کار می‌آیند.
شیمی‌دان‌ها می‌توانند از طریق عمل آوردن سلولز با مونوکلرومتان در فشار زیاد، گروه‌های هیدروکسیل سلولز را به متوکسی (CH3) تبدیل کنند و سرانجام سلولز اتر به دست آورند. جالب این که این پلیمرها در آب حل نمی‌شوند، اما نمی‌گذارند که آب هم از چنگال شیمیایی آن‌ها بگریزد. از این مواد شیمیایی در فراورده‌های گوناگونی از سیمان و مواد چسبنده‌ی کانی دیواری گرفته تا آشپزی – مثلاً در کوفته‌ی سیب زمینی – می‌توان استفاده کرد. هر دو نوع پلیمر سلولز مواد افزودنی به غذا هستند. بزرگ‌ترین مورد استفاده‌ی سلولز حل شدنی، در تولید نوعی ماده‌ی افزودنی به پودرهای شوینده است که حدود یک درصد از وزن آن را تشکیل می‌دهد. پلیمر یونی بخش اعظم ماده‌ی افزودنی را می‌سازد که به رویه‌ی لباس‌های پنبه‌ای می‌چسبد و مانع نفوذ گرد و خاک و کثافات به الیاف می‌شود. بقیه‌ی ماده‌ی افزودنی سلولز اتر است که به پارچه‌های پلی استر می‌چسبد و آن‌ها را آب دوست (هیدروفیل) می‌کند. در نتیجه، شستن این لباس‌ها آسان‌تر می‌شود.
شیمی‌دان‌ها می‌توانند پلیمرهایی حل شدنی، عجیب‌تر از سلولز، هم بسازند. کمپانی کورتولدز رشته‌ای از پلیمرها، مثلاً مبتنی بر اتیل سلولز، را که می‌تواند جای‌گزین پلیمرهای ساخته شده از مواد پتروشیمی شود را ساخت. برخی از این مواد عبارتند از پلی وینیل استات یا الکل (قابل استفاده در آهار زدن پارچه‌ها)، اسید پلی اکریلیک (که عاملی تغلیظ کننده و چسباننده است) و پلی وینیل پیرولیدون (رزین مورد استفاده در لوازم آرایش و لاک‌ها).
پس از سلولز، لیگنین بخش عمده‌ی چوب را تشکیل می‌دهد. این ماده هم‌چنین بخش عمده‌ی ضایعات صنعت کاغذسازی محسوب می‌شود، به طوری که سالانه سی میلیون تن از آن را به دور می‌ریزند. گرچه می‌توان کاربردهای مفیدی برای لیگنین یافت، اما بخش عمده‌ی آن را می‌سوزانند یا به رودخانه می‌ریزند. محصولات فرعی لیگنین، مانند لیگنوسولفونات‌های حاصل از فرایند سولفیت، خواص چسبندگی و حفاظتی دارند. خنثی بودن شیمیایی آن‌ها نسبت به آب و اکسیداسیون، آن‌ها را برای استفاده در سیمان مناسب می‌کند. یک ماده‌ی شیمیایی که از لیگنین به دست می‌آید وانیل است که در شیرینی‌پزی، شکلات‌سازی، و آشپزی کاربرد زیادی دارد. گرچه وانیل پرطرف‌دارترین طعم غذایی در جهان است، اما مقدار بسیار کمی از لیگنین، وانیل مصرفی دنیا را تولید می‌کند.
لیگنین منبع بزرگی در درخت است که بدون استفاده می‌ماند. شیمی‌دان‌ها و زیست شیمی‌دان‌ها در تلاش بوده‌اند و هستند تا بتوانند از لیگنین، مواد شیمیایی مفیدی استخراج کنند. اجزای اصلی لیگنین، حلقه‌های بنزن هستند، بنابراین می‌توان از لیگنین ترکیب‌های مهم صنعتی نظیر بنزن، تولوئن، و اتیل بنزن به دست آورد که عمدتاً از نفت به دست می‌آیند. این مواد شیمیایی اهمیت زیادی دارند و به میزان زیادی در صنایع مورد استفاده قرار می‌گیرند. مثلاً از آن‌ها در ساختن پلاستیک‌هایی مانند پلی استیرین یا رنگ‌ها استفاده می‌کنند. اما تجزیه‌ی لیگنین به ترکیبات ساده کاری مشکل است. یک راه، استفاده از آنزیم‌های قارچ‌هاست که به طور طبیعی چوب را می‌پوسانند. این روش تاکنون با موفقیت توأم نبوده است. راه بهتر، فرایندی موسوم به اکسیداسیون الکتروشیمیایی است.
یک گروه پژوهشگر به سرپرستی جیم اٌتلی در کالج کوئین مری توانستند ترکیب مهمی از لیگنین استخراج کنند. این ترکیب در صنایع دارویی و پلاستیکی کاربرد دارد. اما بسیار مهم‌تر و هیجان انگیزتر از استخراج این ترکیب، همانا تجزیه‌ی لیگنین است که طی آن لیگنین به پلیمرهایی با زنجیره‌ی کوتاه تجزیه می‌شود. این پلیمرها علاوه بر کاربردهایی که دارند به عنوان ماده‌ی کاهنده‌ی سختی آب در شوینده‌ها نیز به کار می‌آیند. انتظار می‌رود که با تکمیل این فرایند، مواد شیمیایی بسیار پر ارزشی به دست آیند و به طور تجاری تولید شوند.

شیرینی چوب

جزء دیگری از چوب که درصد بیش‌تری از ساختار آن را تشکیل می‌دهد، شبه سلولز است و تقریباً به همان اندازه‌ی لیگنین در چوب وجود دارد. زنجیره‌های شبه سلولز شاخه شاخه هستند و وزن مولکولی پایینی دارند، بنابراین برای تبدیل به الیاف، مناسب نیستند. اما شبه سلولز، به ویژه در درخت‌هایی که چوب سخت دارند، به طور عمده پلیمر گزیلوز است: منبعی سرشار از قندها. شیمی‌دان‌ها می‌توانند با هیدرولیز و هیدروژنه کردن گزیلوز، آن را به گزیلیتول تبدیل کنند. شیرینی گزیلیتول مثل شیرینی قند است. فنلاندی‌ها مدت‌های طولانی از گزیلیتول – که آن را قند درخت توس می‌نامند – به منزله‌ی قند استفاده کرده‌اند و اکنون آن را به بازار مشترک صادر می‌کنند. گزیلیتول برخلاف ساکاروز باعث فساد دندان‌ها نمی‌شود و بنابراین ماده‌ای بسیار مطلوب در تولید آب نبات نعناعی، قرص گلودرد، و آدامس است.
هم‌چنین باید تجزیه‌ی سلولز به جزء قند آن، یعنی گلوکز، عملی باشد اما این فرایند بسیار کند است. روش شیمیایی بسیار سریع‌تری تکمیل شده است که در آن از اسید هیدروکلریک، کلرید کلسیم، و کلرید لیتیم استفاده می‌شود. یک راه دیگر، به کار گرفتن آنزیم‌هایی است که سلولز را به گلوکز تجزیه می‌کنند. برخی از قارچ‌ها می‌توانند این تجزیه را انجام دهند اما پربازده نیستند. گروهی از دانشمندان در مؤسسه‌ی پژوهشی انرژی خورشیدی در کلرادو، آنزیم‌های جدیدی را یافتند که توسط نوعی باکتری در چشمه‌های آب گرم پارک ملی یِلوستون تولید می‌شود. عجیب آن که باکتری در دمای هفتاد و پنج درجه‌ی سانتیگراد و محلول اسیدی با pH=5 به بهترین نحو فعالیت می‌کند. آنزیم جدید از تمام آنزیم‌های موجود، که در دمای بالای شصت درجه‌ی سانتیگراد فعالیت خود را از دست می‌دهند پرکارتر است. به محض آن که شیمی‌دان‌ها یک فرایند قابل اجرای شیمیایی برای تبدیل سلولز به گلوکز ارائه می‌کنند، تکنولوژی پیشرفته‌ای برای تبدیل گلوکز به اتانول در دسترس قرار می‌گیرد. اتانول به نوبه‌ی خود قابل تبدیل به اتیلن است که در صنایع شیمیایی کاربرد فراوان دارد.
اتانول تنها الکلی نیست که می‌توان از کربوهیدرات‌هایی هم‌چون سلولز به دست آورد. در سال 1910 میلادی اگوست فرنباخ، شیمی‌دان فرانسوی، کشف کرد که نشاسته در اثر تخمیر به استون و بوتانول تبدیل می‌شود. خاییم وایزمن، شیمی‌دانی که بعدها اولین رئیس جمهور اسرائیل شد، این فرایند را تکمیل کرد. اهمیت فرایند تخمیر نشاسته و تولید استون و بوتانول در هر دو جنگ جهانی عیان شد. در جنگ جهانی اول، استون که ماده‌ی اولیه در ساخت نوعی باروتِ بدون دود بود کم‌یاب بود. در جنگ جهانی دوم، بوتانول پیدا نمی‌شد. این الکل در ساختن لاستیک مصنوعی نقش عمده‌ای دارد. در هر دو جنگ، نشاسته‌ی ذرت منشأ کربوهیدرات بود، اما کربوهیدرات چوب هم می‌تواند به همان خوبی به کار آید. بنابراین اگر نفت تمام شود، نه تنها می‌توان از درخت‌ها لاستیک طبیعی به دست آورد (هنوز یک پنجم لاستیک مصرفی در جهان از درخت کائوچو به دست می‌آید) بلکه از راه نخمیر سلولز می‌توان لاستیک مصنوعی را نیز تهیه کرد.
از چوب می‌توان چند نوع هیدروکربن دیگر نیز استحصال کرد. اما استفاده از این هیدروکربن‌ها به منزله‌ی سوخت، مقرون به صرفه نیست. لیکن تبدیل سلولز به هیدروکربن‌ها راه جالب تهیه‌ی سوخت از فراوان‌ترین قسمت درخت خواهد بود. گروهی پژوهشگر در مؤسسه‌ی علوم و تکنولوژی دانشگاه منچستر فرایندی را تکمیل کردند که در طی آن احتمال می‌رود از مواد زاید سلولز نظیر کاغذ و خاک اره، سوخت قابل قبولی برای دیگ‌های بخار تهیه شود. در این فرایند، مواد زاید تحت فشار زیاد حرارت داده می‌شوند و حاصل کار، تولید هیدروکربن و دی اکسید کربن است.
با حرارت دادن چوب در فشار عادی، کربن، و مخلوطی از مایعات آلی فرّار، که عمدتاً شامل متانول (یا الکل چوب) و اسید استیک است، به دست می‌آید. یک تُن چوب، پانصد لیتر از این مایعات فرّار را تولید می‌کند و آن‌چه از چوب باقی می‌ماند زغال است. کوره‌های تولید زغال هنوز هم در ایالات متحده‌ی امریکا مشغول به کارند و سالانه هفت‌صد و پنجاه هزار تن زغال چوب برای اجاق تهیه می‌کنند. قبلاً مایعات فرّار، که در خلال گرما دادن چوب حاصل می‌شوند، منبع مهمی برای مواد شیمیایی بودند، اما امروزه این مایعات را می‌سوزانند. یکی از کارشناسان این فن تخمین می‌زند که به سادگی می‌توان با حرارت دادن خاک اره همراه با استفاده از کاتالیزور، از یک تُن خاک اره، دویست و پنجاه لیتر بنزین تولید کرد. در زلاند نو، شرکت نفتی موبیل، با استفاده از نوعی کاتالیزور، متانول (الکل چوب) را به بنزین تبدیل می‌کند. همین کاتالیزور می‌تواند فراورده‌های تقطیری حاصل از سوختن چوب را به بنزین مبدل کند. بنابراین پس از خشک شدن چاه‌های نفت می‌توان به تولید بنزین از چوب امیدوار بود.
اما هنوز هم دنیا چوب را به منزله‌ی منبع مواد شیمیایی نمی‌شناسد. با وجود این، چوب در دوران پس از اتمام نفت، و شاید زودتر از آن، اهمیت واقعی خود را باز خواهد یافت. چوب یک برتری بزرگ نسبت به سوخت‌های فسیلی دارد: میزان گوگرد آن بسیار کم و بنابراین از نظر زیست محیطی بسیار مطمئن‌تر است. قابل توجه است که تولید دی اکسید گوگرد در نتیجه‌ی احتراق سوخت‌های فسیلی تا اندازه‌ای سبب بارش باران اسیدی می‌شود که می‌تواند کشت جنگل‌های جدید را به خطر اندازد؛ جنگل‌هایی که منبع مهم مواد شیمیایی در آینده هستند.

فواید دیگر درخت

درخت نه تنها برای انسان‌ها، بلکه برای جان‌داران دیگر نیز دارای فواید بی‌شماری است. حتی پس از مرگ درخت، جسم مرده‌ی آن منشأ زندگی‌های دیگر است. ببینیم پس از مرگ یک درخت مَمرَز در جنگل، تا هنگام روییدن نهال ممرز دیگری در کنار آن چه روی می‌دهد. پس از مرگ درخت، بسیاری از پرندگان و جانوران از تنه‌ی درخت به منزله‌ی آشیانه و محل نگهداری تخم‌ها و نوزادانشان استفاده می‌کنند. از این رو، تنه‌ی درختان برای پرندگان ارزش بسیار زیادی دارد. یکی از این نوع پرندگان، جغد گوش بلند است. این جانور از سوراخ‌های بزرگ تنه‌ی درخت برای نگهداری جوجه‌هایش استفاده می‌کند. از طرف دیگر چون خزها اکثراً از فضولات این پرنده تغذیه می‌کنند در اطراف آشیانه‌ی جغدهای گوش بلند جمع می‌شوند.
ممکن است از حفره‌های درخت، چندین جانور استفاده کنند. مثلاً نوعی دارکوب با سوراخ کردن قسمتی از تنه‌ی درخت آشیانه‌ای برای نگهداری از تخم‌هایش درست می‌کند و بعد از بزرگ شدن جوجه‌ها، آشیانه را ترک می‌کند. با سرد شدن هوا، نوعی سنجاب برای گذراندن فصل زمستان از آشیانه‌ی دارکوب استفاده می‌کند. در این حفره‌ها ممکن است تا دوازده سنجاب با هم زمستان را سپری کنند. در برخی از جنگل‌ها، درحدود هشتاد و پنج گونه از پرندگان و چهل و هشت گونه از پستانداران مشترکاً از حفره‌های تنه‌های درخت ممرز استفاده می‌کنند. بعضی از این حیوانات عبارتند از چرخ ریسک، سیسک، مرغ حق، اردک جنگلی، خرس، و راکون.
بعد از مرگ درخت، عوامل مختلفی سبب می‌شوند که تنه‌ی آن بپوسد. پس از مدتی تنه‌ی درخت بر روی زمین می‌افتد. اما این پایان کار نیست، بلکه شروع مرحله‌ی مهم دیگری از بهره‌دهی درخت به موجودات جنگل است. با افتادن تنه‌ی درخت، تاج پوشش جنگل کم می‌شود؛ به عبارت دیگر شاخ و برگ درخت که مانند چتری مانع از رسیدن نور خورشید به سطح جنگل می‌شود، اندکی کاهش می‌یابد. از طرف دیگر با ریختن برگ‌های درختان بر سطح جنگل، میزان گیاخاک افزایش می‌یابد، و این عامل، یعنی افزایش نور و گیاخاک، محیط مناسبی را برای رشد گیاهان و قارچ‌ها فراهم می‌سازد. با شروع تجزیه‌ی درخت، حشرات در بافت‌های اسفنجی و پوسیده‌ی درخت تخم‌گذاری می‌کنند و لاروهای آن‌ها از قسمت‌های نرم چوب استفاده می‌کنند.

چوب یا زغال چوب

وقتی چوب یا نفت می‌سوزد تنها بخشی از انرژی نهان در آن به صورت گرما استخراج می‌شود. این میزان انرژی، انرژی گرمایی مفید نامیده می‌شود و به صورت کسری از کل انرژی پتانسیل موجود در یک کیلوگرم ماده‌ی سوختی که قابل استخراج است تعریف می‌گردد. برای مثال انرژی گرمایی مفید که در یک اجاق هیزم سوز از یک کیلوگرم چوب تر به دست می‌آید فقط هشت درصد است. ارزش گرمایی یک کیلوگرم چوب تر درحدود سه هزار و پانصد کیلوکالری در کیلوگرم است. بنابراین اگر یک کیلوگرم چوب تر را در این اجاق بسوزانیم، مقدار انرژی گرمایی که به دست می‌آید برابر خواهد بود با 08ر0×3500=280 کیلو کالری.
ارزش گرمایی زغال چوب هفت هزار و پانصد کیلو کالری در کیلوگرم و انرژی گرمایی مفید آن بیست و هشت درصد است. پس اگر یک کیلوگرم از همان چوب تر را به زغال تبدیل بکنیم و بعد زغال به دست آمده را بسوزانیم انرژی به دست آمده برابر خواهد بود با: 20ر0×28ر0×7500=420 (انرژی آزاد شده در زغالی شدن). بنابراین اگر برای تأمین گرما از زغال استفاده کنیم، نسبت به چوب در هر کیلوگرم صد و چهل کیلو کالری انرژی بیش‌تر به دست خواهیم آورد.

ساخت کاغذ از چوب

چینی‌ها اولین کسانی بودند که از الیاف گیاهان کاغذ ساختند. کاغذسازی در قرن دوم هجری در سمرقند و در قرن چهارم هجری در بغداد رواج داشت. در قرن چهاردهم میلادی اولین کارخانه‌های کاغذسازی در فرانسه و آلمان و در سال 1798 میلادی اولین دستگاه کاغذسازی در فرانسه ساخته شد. اولین کارخانه‌ی مدرن کاغذسازی ایران در سال 1349 شمسی آغاز به کار کرد. بی‌شک اختراع کاغذ یکی از مهم‌ترین اختراعات تاریخ بشر است، زیرا امکان ایجاد ارتباط انسان‌ها و فراگیری دانش را در سطح وسیعی فراهم نمود.
مهم‌ترین ماده در کاغذسازی، الیاف تشکیل دهنده‌ی دیواره‌ی سلول‌های چوب است. جنس این الیاف از سلولز است. هر چه این الیاف بلندتر باشند برای کاغذسازی مناسب‌تر است. الیاف چوب درختان سوزنی برگ (مثلاً کاج و سرو) بلندتر از الیاف چوب درختان پهن برگ (مثل چنار و بلوط) است. بنابراین در صنعت کاغذ سازی از چوب سوزنی برگان بیش‌تر استفاده می‌شود.
فرایند تولید کاغذ را می‌توان به دو مرحله‌ی خمیرسازی و کاغذسازی تقسیم کرد.
یکی از روش‌های تهیه‌ی خمیر، روش مکانیکی است. در این روش، قطعات بزرگ چوب را وارد دستگاهی می‌کنند که دارای یک آسیاب چرخان است و در اثر اصطکاک بین قطعات چوب و سنگ آسیا، الیاف جدا می‌شوند. بازده این فرایند نود و پنج تا نود و هشت درصد وزن خشک چوب است. مقاومت کاغذ تولید شده در این روش، کم است و به علت وجود بعضی مواد شیمیایی زاید، در این نوع کاغذ، رنگ آن به مرور زرد می‌شود. کاغذ روزنامه اکثراً با این روش تهیه می‌شود. در روش دیگر تولید خمیر با به کارگیری مواد شیمیایی و ایجاد شرایط معینی با کم‌ترین صدمه به الیاف چوب، مواد شیمیایی زاید را از خمیر چوب خارج می‌کنند. این فرایند به دو روش، سولفیت (اسیدی) و سولفات (قلیایی) صورت می‌گیرد. تراشه‌های چوب را وارد دیگ‌های سربسته‌ای به نام دیگ پخت می‌کنند و سپس مایع پخت را که همان مواد شیمیایی است به آن اضافه می‌کنند و مخلوط را در فشار و دمای معین نگاه می‌دارند. بازده این فرایند چهل و پنج تا چهل و هشت درصد وزن خشک چوب است. از این روش (سولفیت) برای تولید کاغذهای بسیار مرغوب تحریر و چاپ استفاده می‌شود. و روش دیگر (سولفات) در تولید کاغذهای بسته بندی به کار می‌آید. خمیر به روش‌های دیگری نیز تهیه می‌شود.
اولین کاری که در کارخانه‌ی کاغذ سازی انجام می‌گیرد این است که ورقه‌های خمیر را به صورت سیال درآورند. سپس به وسیله‌ی دستگاه‌های کوبنده عمل کوبیدن خمیر آغاز می‌شود. این کار برای بالا بردن انعطاف پذیری الیاف است. هم‌زمان با این کار، موادی تحت عنوان پُرکُن‌ها (مثل خاک رس چینی) و آهار (مثل تانن و نشاسته) به خمیر اضافه می‌شود. از این مواد به منظور افزایش استحکام کاغذ و صاف بودن رویه‌های آن استفاده می‌شود. سرانجام خمیر وارد ماشین‌هایی به نام فورد رینیر می‌شود. این ماشین‌ها به نام نخستین سازنده‌ی آن‌ها، فورد رینیر انگلیسی، نام‌گذاری شده‌اند. طول این ماشین‌ها به بیش از نود متر می‌رسد. این ماشین از چند قسمت تشکیل شده است که در آن مرحله به مرحله، در اثر فشار نوردهای سنگین و استوانه‌هایی که با بخار آب گرم می‌شوند آبِ خمیر گرفته شده و خمیر خشک می‌شود. سرانجام با دستگاه براق کننده، کاغذ، صاف و براق می‌شود و به دور قرقره می‌پیچد. ممکن است طول کاغذ پیچیده شده به دور قرقره به پانزده کیلومتر برسد.
منبع: راسخون