Kayu
Pola lapisan pada permukaan kayu
Kayu adalah bagian
batang atau cabang serta ranting
tumbuhan yang mengeras karena mengalami
lignifikasi (pengayuan).
Kayu digunakan untuk berbagai keperluan, mulai dari memasak, membuat perabot (
meja,
kursi),
bahan bangunan (
pintu,
jendela,
rangka atap), bahan
kertas, dan banyak lagi. Kayu juga dapat dimanfaatkan sebagai hiasan-hiasan rumah tangga dan sebagainya.
Penyebab terbentuknya kayu adalah akibat akumulasi
selulosa dan
lignin pada dinding sel berbagai
jaringan di batang.
Ilmu kayu (
wood science) mempelajari berbagai aspek mengenai
klasifikasi kayu serta sifat-sifat kimia, fisika, dan mekanika kayu
dalam berbagai kondisi penanganan.
Beberapa jenis kayu dipilih karena bersifat kedap air, isolator, dan mudah dibentuk.
Sejarah
Tumbuhan berkayu muncul di alam diperkirakan pertama kali pada 395 hingga 400 juta tahun yang lalu.Manusia telah menggunakan kayu untuk berbagai kebutuhan sejak ribuan tahun, terutama untuk
bahan bakar dan
bahan konstruksi untuk membuat
rumah dan
senjata serta sebagai bahan baku industri (misal pengemasan dan
kertas).
Kayu bisa dijadikan referensi sejarah mengenai kondisi iklim dan cuaca
pada masa pohon tersebut tumbuh melalui variasi jarak antar cincin
pertumbuhan.
Bagian
Penampang melintang kayu. Titik bagian dalam adalah empulur, bagian kayu
berwarna gelap adalah kayu teras, dan bagian berwarna terang adalah
bagian kayu hidup (kayu gubal, memiliki pembuluh kayu fungsional).
Batang pohon yang dipotong melintang akan memperlihatkan
bagian-bagian kayu, yang kerap kali berbeda warna. Bagian terdalam
adalah
empulur yang lunak, lalu ke bagian luar adalah
kayu teras,
kayu gubal, dan terakhir adalah
pepagan (kulit kayu). Bagian percabangan akan memperlihatkan pola khusus, yang biasa disebut sebagai "mata kayu".
Cincin pertumbuhan
Cincin pertumbuhan atau juga disebut lingkaran tumbuh adalah gambar
pola-pola konsentrik pada penampang melintang kayu. Terbentuknya cincin
pertumbuhan kayu ini adalah karena terjadinya perbedaan musim yang
dialami oleh pohon tersebut. Pada satu tahun pohon akan mengalami
periode dengan pertumbuhan cepat dan periode dengan pertumbuhan yang
lambat, dan itu mempengaruhi pertumbuhan diameter batang pohon. Diameter
yang bertumbuh cepat, lalu melambat, akan membentuk cincin satu tahun,
dan seterusnya.
Bagian paling tengah dari cincin pertumbuhan kayu merupakan tahap
hidup awal dari sebuah pohon yang masih mengalami pertumbuhan relatif
lebih cepat, sehingga massa jenisnya lebih rendah dibandingkan dengan
bagian kayu dari cincin pertumbuhan yang dekat dengan kulit terluarnya.
Mata kayu
Mata kayu atau
knot adalah bagian dari kayu yang merupakan
dasar dari percabangan atau kuncup yang dorman. Mata kayu memiliki
pengaruh terhadap kayu, dan seringkali berpengaruh negatif. Mata kayu
mengurangi kekuatan kayu sehingga akan bernilai rendah ketika digunakan
sebagai struktur bangunan atau keperluan lain di mana kekuatan menjadi
pertimbangan. Namun untuk tujuan
seni, keberadaan mata kayu dapat meningkatkan nilai.
Kayu teras
Kayu teras (disebut juga
heartwood,
duramen) adalah kayu yang terbentuk lebih awal pada suatu
pohon
dan telah mati dan terletak di bagian dalam dari sebuah kayu. Kayu
teras tidak memiliki pembuluh yang berfungsi lagi. Kayu teras sebelumnya
adalah kayu gubal (bagian dari kayu yang masih hidup) yang mengalami
penumpukan mineral. Keberadaan mineral ini menjadikan kayu teras
cenderung lebih keras dibandingkan kayu gubal. Seiring dengan
pertumbuhan kayu, diameter batang melebar, saluran pembuluh baru
terbentuk dekat dengan tepi luar, dan saluran pembuluh yang lebih dalam
perlahan mati. Meski dikatakan telah mati, kayu teras masih menanggapi
respon terhadap organisme yang menyerang kayu, meski hanya sekali.Biasanya kayu teras dapat dibedakan dengan kayu gubal secara visual.
Namun tidak semua tumbuhan berkayu menghasilkan kayu teras.
Kayu teras bukanlah komponen terpenting dari sebuah pohon, karena
pohon yang sudah berusia terlalu tua, bagian kayu terasnya dapat saja
sudah membusuk namun pohon tersebut masih tetap hidup.
Kayu gubal
Kayu gubal (disebut juga
sapwood,
alburnum) adalah bagian dari kayu yang dekat dengan tepi luar dan masih hidup.
Semua kayu pada awalnya adalah kayu gubal hingga ia mati dan membentuk
kayu teras. Kayu gubal mengandung pembuluh yang menghantarkan air dari
akar ke daun dan juga untuk menyimpan air. Semakin banyak jumlah daun,
semakin besar volume kayu gubal. Kayu gubal lebih tebal di batang bagian
atas, namun secara volume sama dengan batang bagian bawah.
Kayu keras dan kayu lunak
Ada kaitan yang erat antara sifat-sifat kayu dengan sifat jenis
pohon yang menghasilkannya. Kerapatan (
densitas) kayu bervariasi menurut
spesiesnya dan menentukan kekuatan kayu tersebut. Kayu
mahoni dan
jati, misalnya, memiliki kerapatan sedang hingga tinggi, sehingga baik untuk diolah sebagai
furniture dan kayu
konstruksi. Akan tetapi kayu
dadap dan
kapuk kerapatannya rendah, sehingga hanya layak untuk membuat begisting atau penggunaan lain yang tidak memerlukan banyak kekuatan.
Namun, pengertian 'kayu keras' dan 'kayu lunak' dalam
bahasa Inggris (yakni
hardwood dan
softwood, berturut-turut) lebih terkait dengan kelompok tumbuhan yang menghasilkannya.
Hardwood dihasilkan oleh jenis-jenis pohon berdaun lebar (kelompok
dikotil), sedangkan
softwood dihasilkan oleh pohon-pohon berdaun jarum (
konifer).
Dalam kenyataannya, jenis-jenis 'kayu keras' tertentu, yang memiliki
kerapatan rendah, bisa jadi lebih lunak daripada beberapa jenis 'kayu
lunak' berkerapatan tinggi.
Sifat fisik
Setiap jenis kayu memiliki sifat fisik yang bervariasi, yang menentukan kualitas dan fungsi dari kayu tersebut. Kayu lunak (
softwood) misalnya lebih dipilih untuk menjadi
kertas karena mudah dihancurkan dan dijadikan
pulp. Sedangkan kayu keras (
hardwood)
digunakan sebagai tiang bangunan. Selain itu, keberadaan fitur tertentu
seperti knot (mata kayu) dan warna juga mempengaruhi. Kayu merupakan
hasil dari tumbuhan hidup dengan serat yang tidak homogen, sehingga
sifat fisiknya tidak akan sama secara radial (dari bagian empulur ke
luar) dan longitudinal (memanjang kayu, dari bawah ke atas).
Kadar air
Air terdapat di dalam kayu dalam bentuk:
Secara teori tidak pernah ada kayu yang seratus persen tanpa kadar air meski dikeringkan di dalam
tanur
(oven) sekalipun. Sehingga pengukuran kadar kayu yang, biasanya untuk
keperluan kimiawi, kayu yang dikeringkan dengan tanur dapat dikatakan
"kering absolut".
Efek keberadaan air di dalam kayu adalah menjadikan kayu lebih lunak
dan mudah dibentuk. Sehingga kadar air ini mempengaruhi sifat fisik
lainnya seperti
kekuatan tarik dan
kekuatan tekan.
Unsur kimiawi
Selain air, kayu memiliki tiga komponen utama, yaitu
selulosa,
hemiselulosa,
lignin. Gabungan dari ketiganya disebut dengan lignoselulosa.
Selulosa merupakan senyawa polimer kristalin turunan dari
glukosa, yang mengisi sekitar 41-43% dari kayu. Hemiselulosa merupakan
pentosa yang terhubung secara tidak beraturan, dan mengisi 20% pada tumbuhan berdaun lebar, dan 30% di
konifer. Lignin tersusun dari
cincin aromatik hidrokarbon yang memiliki sifat
hidrofobik dan mengisi sekitar 23% pada tumbuhan berdaun lebar dan 27% pada konifer. Dalam ilmu kimia, perbedaan antara
kayu keras dan
kayu lunak ada pada jumlah dan jenis lignin yang terkandung di dalamnya.
Senyawa ekstraktif
Selain lignoselulosa, kayu terdiri dari berbagai jenis
senyawa organik
yang disebut dengan senyawa ekstraktif yang jumlah dan jenisnya
bervariasi tergantung dari spesies pohonnya. Kayu memiliki senyawa
ekstraktif berupa
asam lemak,
resin,
lilin, dan
terpena.
Senyawa ekstraktif ini memiliki manfaat seperti melindungi batang kayu
dari hama. Senyawa ekstraktif merupakan salah satu dari
hasil hutan non-kayu.
Kayu monokotil
Kelapa merupakan tumbuhan monokotil yang menghasilkan "kayu"
Secara kasar, terdapat berbagai jenis batang yang dalam definisi
non-botani (terutama dalam perdagangan) juga disebut dengan kayu.
Bambu secara botani merupakan
monokotil
dari suku rumput-rumputan yang memiliki batang dengan kekuatan yang
dapat disetarakan dengan kayu. Saat ini bambu banyak digunakan sebagai
bahan bangunan, lantai, papan, dan sebagainya di mana sebelumnya
didominasi oleh kayu. Batang tumbuhan monokotil lainnya yang juga
disebut kayu adalah batang pohon
palem. Batang dari pohon genus
Pandanus,
Dracaena, dan
Cordyline juga dapat digunakan sebagai pengganti kayu dalam skala kecil.
Seni
Seniman dapat menggunakan kayu sebagai bahan pembuatan pahatan
Kayu telah lama digunakan sebagai
media seni untuk membuat
pahatan kayu.
Patung totem hasil karya masyarakat pribumi Amerika Utara dibuat dari kayu konifer, biasanya Cedar Merah (
Thuja plicata).
Berbagai jenis
alat musik, seperti
biola dan
gitar terbuat dari kayu. Jenis kayu yang dipilih disesuaikan dengan nada yang diinginkan.
Olahraga
Berbagai
peralatan olahraga seperti pemukul baseball dan lantai arena
basket terbuat dari kayu. Papan
ski, tongkat
hockey,
busur panah juga biasanya terbuat dari kayu namun kini telah banyak digantikan oleh bahan
polimer dan
logam.
Kedokteran
Pada tahun 2010, para ilmuwan italia mengatakan bahwa kayu dapat digunakan sebagai bahan
pengganti tulang. Diperkirakan pada tahun 2015 metode ini dapat diaplikasikan ke manusia.