Drewno jest tradycyjnym i niezmiennie popularnym materiałem budowlanym - a szwedzcy naukowcy mają pomysł, jak tę popularność jeszcze zwiększyć. Rozwijają technologię wytwarzania... przezroczystego drewna: ekologicznego materiału, którego właściwości mogą też pomóc w obniżaniu ilości zużywanej energii. Najnowsze wyniki badań ogłosili właśnie w Orlando na Florydzie podczas konferencji American Chemical Society Spring 2019 National Meeting & Exposition.
Trzy lata temu naukowcy z KTH Royal Institute of Technology w Sztokholmie opisali na łamach czasopisma "Biomacromolecules" technologię wytwarzania przezroczystego drewna. Wykorzystali cienkie warstwy balsy - drewna ogorzałki wełnistej - które chemicznie pozbawili pochłaniającej światło ligniny. Pozostałą po tej operacji porowatą strukturę drewna uzupełniono akrylem tak, by mniej rozpraszała światło. Udało się uzyskać materiał na tyle przejrzysty, by widać było światło, i na tyle matowy, by nadawał się do wymagających prywatności zastosowań budowlanych. Takie drewno ma z jednej strony bardzo dobre własności mechaniczne i termiczne, z drugiej jest praktycznie w pełni biodegradowalne.
W 2016 roku pokazaliśmy już, że przezroczyste drewno ma w porównaniu ze szklanymi szybami doskonałe właściwości izolacyjne przy równoczesnej dobrej przezroczystości - mówi współautorka pracy Céline Montanari. Teraz postanowiliśmy pokazać, że ten materiał może gromadzić, przechowywać i oddawać ciepło, ograniczając zużycie energii całego budynku - podkreśla.
Większość tej energii pochłaniają oświetlenie, ogrzewanie i chłodzenie budynku. Szklane szyby znakomicie przepuszczają światło i ciepło w ciągu dnia, nie są jednak w stanie magazynować energii, by oddać ją do wnętrza, gdy już słońce zajdzie. Montanari wraz z pierwszym autorem pracy dr. Larsem Berglundem i współpracownikami zmodyfikowali przezroczyste drewno, dodając do niego glikol polietylenowy (PEG) - naturalną substancję, która może magazynować ciepło, a równocześnie bardzo silnie wnika w głąb drewna, wypierając wodę. Na pomysł jego użycia wpadli zresztą pod wpływem prac konserwatorów, którzy z pomocą PEG ochronili drewno wydobytego z wody po kilkuset latach okrętu "Waza".
W zależności od masy cząsteczkowej PEG może przechodzić ze stanu stałego w ciekły w różnej temperaturze, na przykład 26 stopniach Celsjusza. Wystarczy odpowiednio dobrać tę temperaturę, by w słoneczny dzień nasączone nim drewno stawało się coraz bardziej przezroczyste pochłaniając ciepło, co pozwoli utrzymać niższą temperaturę wnętrza. W nocy ochładzające się drewno oddaje ciepło i pomaga utrzymać temperaturę wnętrza, równocześnie staje się bardziej matowe i pozwala utrzymać większą prywatność.
Autorzy pracy przewidują, że badania prowadzone z innymi gatunkami drzew powinny doprowadzić do stworzenia materiału o jeszcze lepszej transparentności. Przekonują też, że ich materiał może być bardziej ekologiczny niż stosowane w budownictwie beton, plastik czy szkło. Przezroczyste drewno nie tylko pomaga regulować temperaturę wnętrza budynku, ale jest też praktycznie całkowicie obojętne dla środowiska.
PEG i drewno są biodegradowalne. Jedynym problemem jest akryl, ale i tu możemy spróbować zastąpić go innym polimerem - zapewnia dr Berglund.
Jego zdaniem, są szanse na praktyczne wykorzystanie nowego materiału już w ciągu następnych pięciu lat.
