Есть причина, по которой люди строили дома из дерева в течение 10 000 лет. Это отличный строительный материал - долговечный, возобновляемый, хорошо изолирующий. Но так как это непрозрачно, мы все еще имеем привычку резать окна в наших домах и устанавливать стеклянные панели.
Но что, если дерево можно сделать прозрачным?
Исследователи в Швеции пытались сделать именно это. Они создали материал из чистой древесины, который, как они надеются, однажды может быть использован для более энергоэффективного строительства.
«Мы химически модифицировали древесину, чтобы сделать ее прозрачной, не теряя механических свойств», - говорит Селин Монтанари, исследователь из Королевского технологического института KTH в Стокгольме, которая недавно представила свою работу на национальном собрании Американского химического общества.
Монтанари и ее команда взяли древесину бальзы и удалили ее лигнин, полимер, который помогает сделать древесину жесткой, и заполнили получающиеся микроскопические отверстия акрилом. Получившаяся древесина выглядела как матовое стекло дверцы душа. Затем они взяли материал еще на один шаг вперед, смешав его с полиэтиленгликолем, так называемым «материалом с фазовым переходом», который плавится при температуре 80 градусов по Фаренгейту. Когда он тает, он поглощает энергию и становится прозрачным, затем затвердевает и выделяет энергию при охлаждении.
Теоретически это означает, что древесный материал, наполненный полиэтиленгликолем, можно использовать для изготовления окон, которые поглощают энергию в жаркую часть дня и выпускают ее в дом, когда ночью холодно.
«Прозрачная древесина уже является отличным изоляционным материалом по сравнению со стеклом», - говорит Монтанари. Добавление полиэтиленгликоля делает его еще более экологически чистым материалом, превращая его в «тепловую батарею» для поддержания постоянной температуры в помещении.
Прозрачная древесина также прочна и долговечна и может выдержать гораздо больший вес, чем стекло. Команда также работает над тем, чтобы сделать его полностью биоразлагаемым. Это может сделать его привлекательным материалом для таких вещей, как мансардные окна, с потенциалом снижения затрат энергии в домах и других зданиях.
По словам Марка Свихарта, профессора химической и биологической инженерии в Университете в Буффало, создание прозрачной древесины путем удаления лигнина и заполнения пор полимером - не новая технология. Материалы, которые накапливают и выделяют энергию, тоже не новы.
«Новым является их подход к хранению энергии», - говорит Свихарт.
По словам Свихарта, использование древесины в качестве основного материала привлекательно, поскольку оно обладает прочностью и механической прочностью, которые трудно воспроизвести в синтетических материалах при той же цене. По его словам, будет ли успешной новая прозрачная древесно-полимерная смесь, во многом будет зависеть от того, насколько дешево это можно сделать. Также трудно получить новые материалы, широко принятые в строительной отрасли, поскольку существуют существующие цепочки поставок таких вещей, как стекло.
«[Исследователи] должны найти случай, когда ранние усыновители будут платить за это дополнительно», - говорит Свихарт.
Монтанари и ее команда в настоящее время рассматривают возможность увеличения теплоаккумулирующей прозрачной древесины для большей экономии энергии. Они также изучают, как увеличить производство в промышленных масштабах. Они надеются, что продукт будет готов к продаже в течение пяти лет.
