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.
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.
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 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 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 (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 (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.
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.
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).
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.
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.
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.
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.
Kayu telah lama digunakan sebagai bahan bakar hingga saat ini, terutama di pedesaan. Kayu keras lebih dipilih sebagai bahan bakar karena mampu terbakar lebih lama dengan asap yang lebih sedikit. Tungku pembakaran dengan cerobong asap ("fireplace") banyak dibangun di rumah di kawasan beriklim sedang yang bertujuan untuk memberikan kehangatan di dalam rumah.
Selain dibakar secara langsung, kayu dapat dijadikan biofuel dengan mengolah biomassa lignoselulosa dengan gasifikasi, pirolisis, dan biokimia menghasilkan berbagai jenis bahan bakar seperti syngas, biometanol, bioetanol, dimetil eter, dan butanol tergantung jenis proses yang digunakan.
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.
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.
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.
Kayu merupakan bahan yang digunakan dalam peristiwa penyaliban Yesus ("crux" dalam bahasa Latin; "stauros" dan "xylon" dalam bahasa Yunani), berupa sebuah balok kayu tegak dengan tambahan palang horisontal sehingga membentuk "salib" atau struktur berbentuk T. Kata "crux" dalam zaman pra-imperial Romawi merujuk pada tiang gantungan atau tiang pancang, suatu instrumen yang terbuat dari kayu dan digunakan untuk melakukan eksekusi, namun belum tentu bersilangan atau membentuk "salib". Dalam Perjanjian Baru, Petrus tercatat dua kali menggunakan kata "xylon" (dalam Alkitab bahasa Inggris ""tree"", dalam Alkitab TB "kayu salib") sementara Paulus hanya satu kali menggunakan kata "xylon". Dalam naskah-naskah Yunani, kata "xylon" (secara harfiah bermakna "potongan kayu") dapat digunakan untuk menyebut setiap objek yang terbuat dari kayu, termasuk dalam konteks yang berbeda-beda, tiang gantungan, batang kayu, patok dan pancang. Karenanya, salib Kristen tradisional dengan palang horisontal juga dapat disebut "xylon". Pesta Salib Suci dirayakan sebagai penghormatan secara khusus terhadap kayu salib yang digunakan dalam peristiwa penyaliban Yesus.