原木小屋里的木头似乎比现代建筑更多，但特殊处理类型的木材可能是明天的时尚建筑材料。今天，科学家们报告了一种新型的透明木材，它不仅可以透射光线，还可以吸收和释放热量，从而可以节省能源成本。该材料可承受重负荷并可生物降解，为最终用于环保家庭和其他建筑物打开了大门。
研究人员将于今天在美国化学学会(ACS)2019年春季全国会议和博览会上展示他们的成果。“早在2016年，我们发现透明木材与玻璃相比具有优异的隔热性能，并具有高光学透射率，”CélineMontanari博士说。在会上展示研究的学生。“在这项工作中，我们试图通过采用可吸收，储存和释放热量的材料来进一步降低建筑能耗。”
随着全球经济发展的进步，能源消耗飙升。大部分能源用于照明，加热和冷却房屋，办公室和其他建筑物。玻璃窗可以传输光线，有助于照亮和加热家庭，但是当太阳下山时，它们不会储存能量。
三年前，瑞典斯德哥尔摩KTH皇家理工学院的首席研究员Lars Berglund博士及其同事在ACS期刊Biomacromolecules中报道了一种光学透明的木材。研究人员通过从轻木的细胞壁上去除一种叫做木质素的吸光成分来制造这种材料。为了减少光散射，他们将丙烯酸结合到多孔木质支架中。团队可以看透材料，但如果用作主要建筑材料，它就足以提供隐私。透明木材还具有良好的机械性能，使其能够承受重负荷。
在这项工作的基础上，Montanari和Berglund在脱木质木材中添加了一种名为聚乙二醇(PEG)的聚合物。“我们选择PEG是因为它能够储存热量，但也因为它对木材具有高亲和力，”Montanari说。“在斯德哥尔摩，有一艘名为瓦萨的老船，科学家用PEG来稳定木材。因此我们知道PEG可以深入到木材细胞中。”
PEG被称为“相变材料”，是在80°F的温度下熔化的固体，在该过程中储存能量。可以通过使用不同类型的PEG来调节熔融温度。“在阳光灿烂的日子里，材料会在到达室内空间之前吸收热量，而室内的温度会低于室外，”Montanari解释道。“而在晚上，相反的情况发生 - PEG变得坚固并在室内释放热量，这样你就可以保持室内温度恒定。”
该团队将PEG封装在去木质化的木质支架内，这防止了聚合物在相变期间的泄漏。他们还将丙烯酸加入到材料中以保护其免受湿气影响。与他们早期的版本一样，改良木材虽然有点模糊，但很坚固，但有额外的储存热量。
研究人员指出，透明木材比其他建筑材料(如塑料，混凝土和玻璃)更具环保性。除了其储热能力之外，透明木材在达到其目的后可以更容易处理。“PEG和木材都是生物基和可生物降解的，”Berglund指出。“唯一不可生物降解的部分是丙烯酸，但可以用另一种生物基聚合物代替。”
现在，重点转向扩大生产过程，使其在工业上可行。研究人员估计透明木材可在短短五年内用于室内设计中的利基应用。他们还在努力提高材料的存储容量，使其更加节能。
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