Υπάρχει ένας λόγος που οι άνθρωποι έχουν οικοδομήσει σπίτια από ξύλο για 10.000 χρόνια. Είναι ένα εξαιρετικό οικοδομικό υλικό - ανθεκτικό, ανανεώσιμο, καλό στην μόνωση. Αλλά επειδή είναι αδιαφανές, είμαστε ακόμα στη συνήθεια να κόβουμε τα παράθυρα στα σπίτια μας και να τοποθετούμε υαλοπίνακες.
Αλλά τι γίνεται αν το ξύλο μπορούσε να γίνει διαφανές;
Οι ερευνητές στη Σουηδία προσπαθούν να κάνουν ακριβώς αυτό. Δημιούργησαν ένα καθαρό ξύλινο υλικό που ελπίζουν ότι θα μπορούσε μια μέρα να χρησιμοποιηθεί για πιο ενεργειακά αποδοτικό κτίριο.
"Εμείς τροποποιήσαμε χημικά το ξύλο για να το καταστήσουμε διαφανές χωρίς να χάσουμε τις μηχανικές ιδιότητες", λέει η Céline Montanari, ερευνητής στο KTH Royal Institute of Technology στη Στοκχόλμη, η οποία πρόσφατα παρουσίασε το έργο της στην εθνική συνάντηση της American Chemical Society.
Το Montanari και η ομάδα του πήραν ξύλο balsa και αφαιρούν την λιγνίνη του, το πολυμερές που βοηθάει να γίνει ξύλο άκαμπτο και γεμίζουν τις προκύπτουσες μικροσκοπικές οπές με ακρυλικό. Το ξύλο που φάνηκε φαινόταν μάλλον σαν το παγωμένο ποτήρι μιας πόρτας ντους. Στη συνέχεια πήραν το υλικό ένα βήμα παραπέρα, αναμειγνύοντάς το με πολυαιθυλενογλυκόλη, ένα λεγόμενο "υλικό αλλαγής φάσης" που λιώνει στους 80 βαθμούς Φαρενάιτ. Όταν λιώνει, απορροφά την ενέργεια και γίνεται διαφανής, στη συνέχεια στερεοποιείται και απελευθερώνει ενέργεια όταν ψύχεται.
Θεωρητικά, αυτό σημαίνει ότι το ξύλινο υλικό που έχει εγχυθεί με πολυαιθυλενογλυκόλη θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί για να παράγει παράθυρα που απορροφούν ενέργεια κατά τη διάρκεια του θερμού μέρους της ημέρας και να το απελευθερώνουν στο σπίτι όταν κρυώνει τη νύχτα.
"Το διαφανές ξύλο είναι ήδη ένα μεγάλο μονωτικό υλικό σε σύγκριση με το γυαλί", λέει ο Montanari. Η προσθήκη της πολυαιθυλενογλυκόλης το καθιστά ένα ακόμη πιο δυνητικά φιλικό προς το περιβάλλον υλικό μετατρέποντάς το σε μια «θερμική μπαταρία» για να διατηρεί σταθερές τις εσωτερικές θερμοκρασίες.
Το διαφανές ξύλο είναι επίσης ανθεκτικό και ανθεκτικό και θα μπορούσε να φέρει πολύ μεγαλύτερο βάρος από το γυαλί. Η ομάδα εργάζεται επίσης για να καταστεί πλήρως βιοδιασπώμενη. Αυτό θα μπορούσε να κάνει ένα ελκυστικό υλικό για πράγματα όπως φεγγίτες, με τη δυνατότητα να μειώσει το ενεργειακό κόστος σε σπίτια και άλλα κτίρια.
Η κατασκευή διαφανούς ξύλου με την αφαίρεση της λιγνίνης και την αναπλήρωση των πόρων με πολυμερές δεν αποτελεί νέα τεχνική, λέει ο Mark Swihart, καθηγητής χημικής και βιολογίας στο Πανεπιστήμιο του Μπάφαλο. Τα υλικά που αποθηκεύουν και απελευθερώνουν ενέργεια δεν είναι καινούργια.
"Το πράγμα που φαίνεται να είναι νέο είναι η προσέγγισή τους στην αποθήκευση ενέργειας", λέει ο Swihart.
Η χρήση ξύλου ως βασικού υλικού είναι ελκυστική επειδή έχει αντοχή και μηχανική αντίσταση που είναι δύσκολο να αναπαραχθεί σε συνθετικά υλικά με το ίδιο κόστος, λέει ο Swihart. Το εάν ή όχι το νέο διαφανές μίγμα ξύλου-πολυμερούς θα είναι επιτυχές θα εξαρτηθεί σε μεγάλο βαθμό από το πόσο φτηνό μπορεί να γίνει, λέει. Είναι επίσης δύσκολο να ληφθούν νέα υλικά που υιοθετεί ευρέως η οικοδομική βιομηχανία, καθώς υπάρχουν υπάρχουσες αλυσίδες εφοδιασμού για πράγματα όπως το γυαλί.
"[Οι ερευνητές] πρέπει να βρουν την περίπτωση όπου οι πρώτοι υιοθετούντες θα πληρώσουν επιπλέον για αυτό", λέει ο Swihart.
Η Montanari και η ομάδα της εξετάζουν επί του παρόντος την αύξηση της χωρητικότητας αποθήκευσης θερμότητας του διαφανούς ξύλου, για μεγαλύτερη εξοικονόμηση ενέργειας. Διερευνούν επίσης πώς να αυξήσουν την παραγωγή σε βιομηχανική κλίμακα. Ελπίζουν να έχουν ένα προϊόν έτοιμο για αγορά μέσα σε πέντε χρόνια.
