Ученые создали прозрачную древесину, способную поглощать и выделять тепло

Идея этой технологии появилась три года назад, когда группа ученых из Королевского технологического института KTH в Стокгольме (Швеция) под руководством Ларса Берглунда изготовила прозрачную древесину, удалив со стенок клетки поглощающий свет компонент, называемый лигнином. Чтобы уменьшить рассеивание света, они включили акрил в пористую деревянную леску: получившийся материал был физически прочным, что позволяло ему выдерживать большие нагрузки, и обладал очень важным свойством — был достаточно прозрачным, чтобы пропускать свет, однако сохранял конфиденциальность, что позволяло использовать его в качестве окна.

Теперь команда продвинулась дальше в своей разработке, добавив полимер под названием полиэтиленгликоль (ПЭГ) в делигнифицированную древесину. ПЭГ способен накапливать тепло, а благодаря своей химической структуре совместим с древесиной. Результаты работы ученые представили на проходящей сейчас встрече Американского химического общества (American Chemical Society).

«Еще в 2016 году мы показали, что прозрачная древесина обладает отличными теплоизоляционными свойствами по сравнению со стеклом в сочетании с высоким оптическим пропусканием. В этой работе мы постарались еще больше сократить энергопотребление здания, внедрив материал, который может поглощать, хранить и выделять тепло», — утверждают ученые.

Ключевым параметром технологии стало то, что ПЭГ — твердое вещество, которое, однако, плавится при температуре 27 градусов по Цельсию, сохраняя энергию в процессе. Температуру плавления можно регулировать с помощью различных типов ПЭГ. Идея в том, что в течение дня материал поглощает тепло и сохраняет его, а затем выделяет его ночью. Ученые поместили ПЭГ в капсулу из делигнифицированной древесины, добавив в материал акрил для защиты от влаги.  

Как и в предыдущей версии, полученный материал был хоть и мутным, но довольно прозрачным и очень прочным, однако имел дополнительное преимущество в виде способности накапливать тепло. Кроме того, он почти полностью биоразлагаем: единственная небиоразлагаемая часть — акрил, но его, как утверждают специалисты, можно заменить другим полимером на биологической основе.

Теперь главная задача ученых — сделать производство материалов достаточно дешевым и масштабируемым, чтобы его можно было использовать в промышленности. По оценкам исследователей, он может быть использован в практических целях в течение пяти лет, хотя его использование, вероятно, останется нишевым. Существует также много возможностей для улучшения способности материала к накоплению энергии, чтобы сделать его еще более эффективным.