Drewno jest popularnym materiałem wykorzystywanym przy budowie i wykończeniu domów. Jednak czy kiedykolwiek myśleliście, że może zostać użyte jako… szkło? Junyong Zhu, naukowiec z Forest Products Laboratory udowadnia, że może tak być. Opracował przezroczysty materiał drzewny.

Przyszłość energooszczędnych okien

Junyong Zhu z Forest Products Laboratory, we współpracy z naukowcami z University of Maryland i University of Colorado, opracował przezroczysty materiał drzewny. Wnioski z badań opisali w Journal of Advanced Functional Materials w artykule „A Clear, Strong and Thermally Insulated Transparent Wood for Energy Efficient Windows”. Przezroczyste drewno zostało okrzyknięte jednym z najbardziej obiecujących materiałów przyszłości.

Przezroczyste drewno – jak to możliwe?

Do jego produkcji zostało wykorzystane drewno z balsy, czyli gatunku drzewa uprawianego głównie w Ameryce Południowej. Balsa, lub inaczej ogorzałka wełnista, charakteryzuje się jedną z najniższych gęstości na świecie i bardzo jasnym ubarwieniem. Z tych powodów drewno z balsy wykorzystuje się przy budowie opakowań, jachtów, samolotów czy w modelarstwie. 

W omawianym przypadku drewno zostało poddane „kąpieli utleniającej”, która całkowicie je wybieliła. Następnie naukowcy zastosowali pochłaniający energię syntetyczny polimer (alkohol poliwinylowy). W ten sposób otrzymali przezroczyste drewno – trwalsze i lżejsze od tradycyjnego szkła! Na tym etapie nie jest ono jeszcze całkowicie przezroczyste, raczej mleczne, ale i tak sprawdzi się w wielu miejscach, np. oknach dachowych lub wszędzie tam, gdzie potrzebujemy światła rozproszonego.

Żaluzje fotowoltaiczne – niezbędnik domów przyszłości

Dlaczego przezroczyste drewno jest lepsze od szkła?

Przezroczyste drewno jest trwalsze i lżejsze od tradycyjnego szkła,co oznacza, że wytrzyma silne uderzenia. Tę wytrzymałość zapewnia struktura celulozy w połączeniu z pochłaniającym energię wypełniaczem polimerowym. W przeciwieństwie do szkła wygina się lub odpryskuje, zamiast pękać.

Naukowcy podkreślają też, że jest około pięć razy wydajniejsze termicznie niż szkło. To szczególnie istotne w kontekście obniżania kosztów energii. Na jego korzyść przemawia też fakt, że jest wykonane z trwałego, odnawialnego zasobu o niskiej emisji dwutlenku węgla.

Szkło jest obecnie najczęściej używanym materiałem do budowy okien. Ma wysoką cenę, zarówno ekonomicznie, jak i ekologicznie. Po pierwsze, łatwo przenika przez nie ciepło, zwłaszcza przez pojedynczą szybę. Prowadzi to do wyższych kosztów energii, zwłaszcza zimą. Jeśli chodzi o ślad węglowy, to produkcja szkła emituje ok. 25 000 ton CO2 rocznie.

• Poznaj również ekologiczne metody na oszczędzanie w domu i mieszkaniu. Oszczędzaj dla siebie i środowiska!

Do produkcji szkła potrzebny jest także piasek. Mało osób wie, że ten surowiec jest niezwykle intensywnie wydobywany i eksploatowany na świecie, szczególnie w dorzeczach rzek. Prowadzi to nie tylko do wielu katastrof ekologicznych, lecz także do… wyczerpywania się naturalnego piasku. Przezroczyste drewno mogłoby ograniczyć szkodliwe wydobycie i zbalansować wykorzystanie tego surowca.

Na tym nie koniec

Zespół naukowców ze szwedzkiego Królewskiego Instytutu Technologicznego KTH poszedł o krok dalej. Badacze wypełnili przezroczyste drewno polimerem zwanym glikolem polietylenowym (PEG), nadając mu zdolność pochłaniania i uwalniania ciepła. Może sprawić, że chłodzenie i ogrzewanie domów będzie jeszcze mniej kosztowne.

– W słoneczny dzień materiał pochłonie ciepło, zanim dotrze do wnętrza, a wewnątrz będzie chłodniej niż na zewnątrz. A w nocy dzieje się odwrotnie – PEG staje się stały i uwalnia ciepło w pomieszczeniu, dzięki czemu można utrzymać stałą temperaturę w domu – powiedziała Celine Montanari, badaczka zaangażowana w prace KTH.

PEG to materiał, który początkowo jest ciałem stałym i topi się w określonej temperaturze. Po rozpuszczeniu może magazynować ciepło, a w stanie stałym może uwolnić ciepło, które zostało wcześniej uwięzione.

Kolejnym wartym uwagi przezroczystym tworzywem przyszłości są szyby, które generują prąd. Zobacz artykuł:

Szyby, które generują prąd! Czy przezroczyste panele słoneczne to kolejna rewolucja?

źródło: truththeory.com, fs.usda.gov/features, gimmik.net, wfpa.org

fot. główne Washington Forest Protection Association

Artykuł stanowi utwór w rozumieniu Ustawy 4 lutego 1994 r. o prawie autorskim i prawach pokrewnych. Wszelkie prawa autorskie przysługują swiatoze.pl. Dalsze rozpowszechnianie utworu możliwe tylko za zgodą redakcji.