Istnieje powód, dla którego ludzie budują domy z drewna od 10 000 lat. To doskonały materiał budowlany - trwały, odnawialny, dobry w izolacji. Ale ponieważ jest nieprzejrzysty, nadal mamy zwyczaj wycinać okna w naszych domach i instalować tafle szkła.
Ale co, jeśli drewno można uczynić przezroczystym?
Naukowcy ze Szwecji próbowali właśnie to zrobić. Stworzyli przezroczysty materiał drzewny, który, jak mają nadzieję, może kiedyś zostać wykorzystany do bardziej energooszczędnego budynku.
„Zmodyfikowaliśmy chemicznie drewno, aby stało się przezroczyste bez utraty właściwości mechanicznych”, mówi Céline Montanari, badaczka z KTH Royal Institute of Technology w Sztokholmie, która niedawno zaprezentowała swoją pracę na krajowym spotkaniu American Chemical Society.
Montanari i jej zespół wzięli drewno balsa i usunęli jego ligninę, polimer, który pomaga usztywnić drewno, i wypełnili powstałe mikroskopijne otwory akrylem. Powstałe drewno wyglądało raczej jak matowe szkło drzwi prysznicowych. Następnie posunęli materiał o krok dalej, mieszając go z glikolem polietylenowym, tak zwanym „materiałem zmieniającym fazę”, który topi się w temperaturze 80 stopni Fahrenheita. Kiedy topi się, pochłania energię i staje się przezroczysty, a następnie zestala się i uwalnia energię po ochłodzeniu.
Teoretycznie oznacza to, że materiał drzewny nasycony glikolem polietylenowym można wykorzystać do wykonania okien pochłaniających energię podczas gorącej części dnia i uwalniających ją do domu, gdy robi się zimno w nocy.
„Przezroczyste drewno jest już doskonałym materiałem izolacyjnym w porównaniu ze szkłem”, mówi Montanari. Dodanie glikolu polietylenowego czyni go jeszcze bardziej potencjalnie ekologicznym materiałem, zamieniając go w „baterię termiczną” utrzymującą stałą temperaturę w pomieszczeniu.
Przezroczyste drewno jest również mocne i trwałe i może potencjalnie wytrzymać znacznie większą wagę niż szkło. Zespół pracuje również nad tym, aby był całkowicie biodegradowalny. Może to sprawić, że będzie to atrakcyjny materiał na takie elementy, jak świetliki, które mogą obniżyć koszty energii w domach i innych budynkach.
Tworzenie przezroczystego drewna poprzez usuwanie ligniny i uzupełnianie porów polimerem nie jest nową techniką, mówi Mark Swihart, profesor inżynierii chemicznej i biologicznej na uniwersytecie w Buffalo. Materiały, które magazynują i uwalniają energię, również nie są nowe.
„Wydaje się, że nowością jest ich podejście do magazynowania energii” - mówi Swihart.
Używanie drewna jako materiału podstawowego jest atrakcyjne, ponieważ ma wytrzymałość i odporność mechaniczną, którą trudno jest odtworzyć w materiałach syntetycznych przy tym samym koszcie, mówi Swihart. To, czy nowa przezroczysta mieszanka drewna i polimeru odniesie sukces, będzie w dużej mierze zależeć od tego, jak tanio można ją wyprodukować, mówi. Trudno jest również zdobyć nowe materiały szeroko stosowane w budownictwie, ponieważ istnieją łańcuchy dostaw takich rzeczy jak szkło.
„[Naukowcy] muszą znaleźć przypadek, w którym pierwsi adopci zapłacą za to dodatkowo”, mówi Swihart.
Montanari i jej zespół pracują obecnie nad zwiększeniem zdolności magazynowania ciepła przez przezroczyste drewno, aby uzyskać większe oszczędności energii. Badają również, jak zwiększyć produkcję na skalę przemysłową. Mają nadzieję, że produkt będzie gotowy do wprowadzenia na rynek w ciągu pięciu lat.
