Ученые превратили дерево в материал отражающий тепло и такой же прочный как и сталь

cube Ученые превратили дерево в материал отражающий тепло и такой же прочный как и сталь

Команда ученых придумала способ переработки древесины в легкий и прочный материал, обладающий замечательными свойствами, такими как отражение тепла. Эксперимент предлагает потенциал для создания зданий, которые делают такую хорошую работу пассивного охлаждения, что затраты на энергию будут снижены вдвое. Поскольку здания уже могут потреблять 70% электроэнергии, а климатический кризис лишь увеличивает спрос на кондиционирование воздуха, потенциальные последствия более эффективного способа поддержания прохлады в зданиях огромны.

Лучший способ сэкономить энергию в здании - это не расходовать ее на климат, и один из способов сделать это - просто отразить тепло. Таким образом, зданиям, особенно в жарких и сухих районах, не нужно тратить больше энергии на кондиционирование воздуха. И процесс делигнификации для древесины, похоже, создает материал, который может широко использоваться, и который обладает действительно замечательными свойствами.

Древесина состоит из ряда волокон, в верхней части списка - целлюлоза в лигнине. В большинстве случаев, когда речь заходит о том, что придает древесине замечательную прочность, заслуга принадлежит сложной структуре лигнина. Но команда, производящая теплоотражающее дерево, пошла другой дорогой. Они переработали древесину чтобы разрушить более устойчивый лигнин, оставив целлюлозу позади. Затем полученная целлюлоза сжимается в сэндвич из слоев, которые создают "отражающую, затуманенную поверхность", что очень эффективно рассеивает тепло.

Многие материалы прошли испытания, которые могут излучать тепло ночью, но дневное радиационное охлаждение намного труднее, так как обычно материалы, которые могут отражать инфракрасный свет (тепло) поглощают видимый свет и в конечном итоге превращают этот свет в тепло. Но обработанная древесина очень эффективна при отражении инфракрасного света и видимого света, со свойствами, которые соответствуют некоторым тяжело спроектированным метаматериалам. Но в отличие от лабораторных метаматериалов, сжатая древесина может быть произведена в масштабах, необходимых для строительства.

читайте также

Еще одним результатом обработки является то, что материал значительно прочнее, чем исходная древесина. Его прочность на разрыв была не только в 8,7 раза выше, чем у натурального дерева, но и выше, чем у многих видов стали. Прочность на разрыв - не единственное важное механическое свойство, но "охлаждающая древесина", похоже, имеет высокие показатели по всем факторам. Она также в 10 раз прочнее и устойчивее к царапинам, вмятинам и трещинам, чем натуральное дерево. Такое количество позволяет предположить, что охлаждающая древесина может быть полезна для кровельных работ.

Группа исследовала старые многоэтажные дома во всех климатических зонах и прогнозирует экономию затрат на охлаждение примерно на 35% за счет замены некоторых внешних конструкций на охлаждающую древесину. Стратегия такого рода замещения является одной из целей "Зеленого нового курса", который предусматривает модернизацию существующих структур с использованием достижений в области энергосбережения. Из представленной информации следует, что лигнин в древесине расщеплялся при кипячении древесины в растворе высококонцентрированной перекиси водорода. Хотя этот материал, безусловно, является реактивным, это также химическое вещество, которое легко образуется и не оставляет никаких стойких вредных следов.

Обычные пиломатериалы, обработанные под давлением, имеют прочность на растяжение и сжатие, сравнимую с необработанными пиломатериалами, но более устойчивы к разложению грибками или бактериями. Старая обработанная древесина иногда содержала соединения, содержащие мышьяк или свинец. Большая часть обработанной древесины сегодня содержит медный хромат. Охлаждающая древесина, по крайней мере так, как описано, по-видимому, не содержит ни одного из этих химических веществ.

User Rating: 0 / 5

Ваша оценка:
Спасибо за оценку.


Основная миссия издания сообщать о последних новостях экологии, окружающей среде и важности науки для нашей жизни. Никто не управляет нашим мнением, это означает объективное и честное освещение событий. Публикации не всегда отражают позицию нашей редакции.