Ученые из Университета Мэриленда разработали прозрачную древесину, которая «является многообещающим кандидатом для применения в энергоэффективных зданиях» — и метод, который они использовали, на удивление прост.
Более чистый и простой способ изготовления прозрачной древесины
Исследователи из Университета Мэриленда недавно опубликовали в журнале Science Advances статью под названием «Изготовление крупномасштабной, патернируемой прозрачной древесины с использованием солнечной энергии».
Прозрачная древесина — не новая идея, но вот энергоэффективная прозрачная древесина — это новое, и именно этого добилась эта группа исследователей.
Древесина состоит из целлюлозы, представляющей собой крошечные волокна, и лигнина, который связывает эти волокна вместе. Лигнин также содержит молекулы, называемые хромофорами, которые придают древесине коричневый цвет. Поэтому ученые пытались удалить лигнин, но раньше они использовали опасные химикаты и высокие температуры. Старый метод также был трудоемким.
Но эти исследователи изменили лигнин, а не удалили его, и их метод намного проще. CBC объясняет:
Начиная с досок древесины длиной один метр и толщиной один миллиметр, ученые просто нанесли раствор перекиси водорода с помощью обычной кисти. Оставленная на солнце или под УФ-лампой примерно на час, перекись обесцветила коричневые хромофоры, но оставила лигнин нетронутым, поэтому древесина стала белой.
Затем они пропитали древесину прочным прозрачным эпоксидным компаундом, предназначенным для морского применения, который заполнил пространства и поры в древесине, а затем затвердел. Это сделало белую древесину прозрачной.
Древесина, изготовленная новым методом, на 90% прозрачна. Вот короткое демонстрационное видео:
Как это энергоэффективно?
Прозрачная древесина, изготовленная новым методом, могла бы заменить оконное стекло, обеспечивая гораздо лучшую изоляцию. Стеклянные окна являются основным источником тепловых или охлаждающих потерь. Кроме того, прозрачная древесина намного прочнее стекла.
(Я хотел бы добавить, что я был бы чрезвычайно рад видеть это в своих оконных проемах, так как я живу в районе, склонном к ураганам. Это могло бы вытеснить компании, производящие противоураганные ставни.)
Кроме того, для производства прозрачной древесины этим методом не требуется высоких температур.
Эта прозрачная древесина легче, и команда обнаружила, что она в 50 раз прочнее прозрачной древесины, изготовленной старым способом. Таким образом, ее потенциально можно использовать в качестве несущих стен — то есть, целых прозрачных стен, как в больших стеклянных зданиях. И, по словам исследователей, ее можно использовать и для крыш. Представьте себе свет без потерь энергии.
Фото: Qinqin Xia/University of Maryland/Science Advances