Ученые создали прозрачную древесину, способную хранить и создавать тепло

Еще несколько лет назад древесина казалась сырьем, которое должно постепенно стать невостребованным. Но современные реалии показывают, что она имеет все шансы претендовать на название материала будущего.

Учеными разработан новый вид прозрачной древесины. Она пропускает свет, а также поглощает и выделяет тепло, что позволяет экономить энергию. Также такая древесина является биоразлагаемой и выдерживает высокие нагрузки. Ее можно использовать для жилых домов и общественных зданий.

Отмечается, что новая разработка может стать заменой стандартным стеклянным окнам, которые не способны накапливать энергию в отличие от инновационной древесины.

Представитель исследовательской команды Келин Монтанари рассказала: «Еще в 2016 году мы показали, что прозрачная древесина обладает отличными теплоизоляционными свойствами по сравнению со стеклом в сочетании с высоким коэффициентом пропускания света. В новой работе мы постарались еще больше снизить энергопотребление здания, внедрив материал, который может поглощать, хранить и выделять тепло».

Впервые о создании оптически прозрачной древесины заявил специалист Ларс Берглунд с его коллегами в журнале ACS Biomacromolecules. Команда создала материал, исключив поглощающий свет элемент (лигнин) из используемого сырья. В целях снижения процента рассеивания света они внедрили акрил в пористую деревянную леску.

С учетом результатов данного проекта, Монтанари и Берглунд добавили полимер под названием полиэтиленгликоль (ПЭГ) в делигнифицированную древесину. «Мы выбрали PEG из-за его способности аккумулировать тепло, а также из-за его высокого сродства к древесине», – прокоментировала Монтанари.

Материал ПЭГ является твердым веществом с температурой плавления 80 F, способным сохранять энергию в процессе. Температура плавления зависит от типа ПЭГ и способна регулироваться. По словам Монтанари: «В солнечный день материал будет поглощать тепло, прежде чем достигнет внутреннего пространства, а в помещении будет прохладнее, чем снаружи. А ночью происходит обратное – ПЭГ становится твердым и выделяет тепло в помещении, чтобы вы могли поддерживать постоянную температуру в доме».

Чтобы избежать утечки полимера, команда исследователей внедрила ПЭГ в дерево, а также добавила в готовый материал акрил. Это должно позволить уберечь его от влажности. В новой версии, измененная древесина осталась прозрачной, немного мутной, но устойчивой. Кроме того, она обладает дополнительным бонусом в виде возможности сохранения тепла.

Разработчиками материала отмечается, что новейшая древесина более экологична, чем пластиковые, бетонные или стеклянные изделия. Также, ее значительно проще утилизировать благодаря биоразлагаемости. Единственным не биоразлагаемым компонентом является акрил, но он может быть заменен на другой полимер на биологической основе, как утверждает Берглунд.

На данном этапе главный фокус внимания исследователей сосредоточен на расширении производства и вывод его на промышленный уровень. Команда исследователей считает, что модифицированная древесина может быть применена в дизайне интерьера всего через пять лет. Сейчас они планируют продолжить работу над улучшением энергоэффективности материала.