Ученые создали прозрачную древесину, которая прочнее стекла. Прозрачное дерево
Ученые создали прозрачную древесину, которая прочнее стекла
Экология потребления. Наука и открытия: Это может изменить технологии в строительстве. Если использовать этот волноводный эффект древесины, можно доставить больше света в дома...
Это может изменить технологии в строительстве.
Что произошло?
Исследователям из Университета Мериленда удалось убрать из бруска древесины цвет и химические вещества, и сделать его прозрачным. В результате они получили более прочный материал, который хуже проводит электричество в сравнении со стеклом и при этом более подвержен биоразложению, чем пластик.
«Мы были очень удивлены тем, насколько прозрачным удалось его сделать», — рассказывает Лянбин Ху, участник проекта, который написал о нем для журнала Advanced Materials.
Над созданием прозрачной древесины работала не только команда Ху – ученым из Швеции также удалось избавиться от ненужной видимой массы, заменив ее на прозрачный полимер. Технологии обработки, разработанные двумя группами исследователей, примерно похожи и состоят из двух этапов.
Как сделать дерево прозрачным?
Сначала ученые кипятят древесину в смеси воды, гидроксида натрия и других химикатов примерно в течение двух часов. В ходе этого процесса вымывается лигнин, молекулы которого придают древесине характерный цвет. Затем брусок покрывается эпоксидной смолой, которая хоть и делает процесс чуть менее экологически чистым, но зато позволяет добиться увеличения прочности материала в четыре-пять раз.
Как можно использовать эту технологию?
Одним из важнейших свойств обработанной таким способом древесины является сохранение структуры и естественных каналов дерева. Эти микроканалы могут передавать свет так же, как они переносили в себе питательные вещества внутри растения. «В обычных материалах свет рассеивается», — говорит Ху. — Если использовать этот волноводный эффект древесины, можно доставить больше света в дома».
Есть ли ограничения?
Так что мешает нам строить дома из прозрачной древесины, помимо вопросов защиты личной жизни? Ограниченные габариты. Пока технология позволяет работать только с пластинками 12,5х12,5 см и толщиной от листка бумаги до одного сантиметра – и это намного крупнее, чем то, что пока могут делать шведские ученые. Доктор Ху и исследователи Университета Мериленда продолжают работу над увеличением размера образцов.
Если команде удастся задуманное, технологию можно будет применить в огромном количестве областей: от производства окон, строительных материалов и мебели до создания более точного оптического оборудования, которое ранее изготавливалось из стекла или пластика.опубликовано econet.ru
P.S. И помните, всего лишь изменяя свое потребление - мы вместе изменяем мир! © econet
econet.ru
Свойства «прозрачного дерева» испытали в модели дома — Naked Science
«Прозрачное дерево» — материал на основе дерева с примесью полиметилметакрилата (ПММА). Первый опытный образец такого материала в марте 2016 года представили инженеры из Шведского технологического института. В мае стало известно об успешном завершении параллельного исследования, которое велось учеными из США. Последние сумели создать брусок «прозрачного дерева» большего размера — 12,5 на 12,5 сантиметра.
Производство «прозрачного дерева» предполагает нагревание деревянного шаблона в растворе воды, гидроксида натрия и ПММА. В результате удаления растительного пигмента лигнина материал приобретает белый оттенок, добавление ПММА делает его прозрачным. После этого образец покрывается эпоксидным составом для повышения прочности. Предварительные тесты показали, что «прозрачное дерево» сохраняет текстуру, плотность и теплопроводность прекурсора.
В новом исследовании американские специалисты сконструировали миниатюрную модель дома с крышей из «прозрачного дерева». В ходе наблюдений они пришли к выводу, что материал обладает лучшими, чем стекло, теплопроводностью и распределением света и вместе с тем идентичным коэффициентом пропускания. При этом он не является полностью прозрачным, устраняет блики и за счет оригинальной клеточной структуры стабилизирует угол падения солнечных лучей.
«Это означает, что вашей кошке не придется покидать насиженное место каждые несколько минут, чтобы оставаться на солнце. Солнечный свет будет оставаться там же», — сообщил ведущий автор работы Тянь Ли. Он также добавил, что благодаря полимерному компоненту «прозрачное дерево» является водонепроницаемым.
Ранее команда запатентовала технологию производства материала. В эксперименте использовался брусок «прозрачного дерева» 2 на 2 сантиметра, но теоретически размер листа может быть любым, подчеркнул Ли.
naked-science.ru
Ученые создали прозрачное дерево | ТЕХНОЛОГИИ, ИНЖИНИРИНГ, ИННОВАЦИИ
Исследователи из Университета штата Мэриленд получили этот материал, путем удаления молекулы вещества, под называнием лигнин. Это один из компонентов стенок клеток древесины, которая обеспечивает древесине ее жесткость и цвет. За основу ученые взяли брусок липового дерева. В течение двух часов они варили его в воде, гидроксиде натрия и других химических веществах, что помогло вымыть из древесины лигнин — вещество, ответственное за придание ей цвета. После этого команда исследователей залила брусок эпоксидной смолой. Это позволило удалить воздух, который делает древесину непрозрачной, и увеличило ее прочность почти в пять раз.
Воспользуйтесь нашими услугами
Одно из примечательных свойств «вареного» дерева заключается в том, что оно сохраняет свою структуру. Это позволяет использовать его ксилему в качестве светопроводящих каналов. «В обычных материалах свет рассеивается, но если вы превращаете древесину в волновод, то в ваш дом будет приходить больше света».
Оставшиеся пробелы ученые заполнили эпоксидной смолой. После того, как лигнин, который обеспечивал дереву прочность, был удален, добавление эпоксидной смолы, на самом деле, сделало материал прочнее от четырех до шести раз. Это дало ученым надежную, модифицированную древесину, которая стала не только, в основном, прозрачной, но смогла похвастаться уникальным набором световых свойств.
Обработка древесины таким образом дала ученым возможность использовать волокна в материале, как световоды, чтобы доставить свет.
Называемые ксилема и флоэма, эти транспортные ткани отвечают за доставку проточной воды и питательных веществ у деревьев и других сосудистых растений, а в обработанной древесине они образуют вертикально совмещенные каналы, через которые свободно проходит свет.
Исследователи сообщают, что их блок (7,6 см) из дерева обладает высокой прозрачностью, а также высокой мутностью, которая помогает рассеивать свет.
Такой материал может быть полезен в солнечных панелях для улавливания света. Благодаря прозрачности дерева, свет может достаточно легко проходить через него, но дымка будет удерживать его для улавливания ячейками солнечных панелей. Материал также может иметь и другие применения.
«Его можно использовать в автомобилях, где нужна прозрачная и прочная древесина», говорит д-р Мингвей Чжу (Dr. Mingwei Zhu), cо-автор статьи. «Вы также можете использовать его в качестве уникального строительного материала».
Тем не менее, у разработки присутствуют ограничения. Пока что ученым удалось получить только брусок размером 13×13 сантиметров и толщиной от примерно равной толщине листка бумаги до почти сантиметра. В будущем исследователи планируют увеличить масштаб прозрачной древесины и использовать ее как строительный материал и для оптических приборов, которые традиционно используют стекло или пластик.
По материалам: umerc.umd.edu
Воспользуйтесь нашими услугами
Понравилась статья? Тогда поддержите нас, поделитесь с друзьями и заглядывайте по рекламным ссылкам!
integral-russia.ru
Создана прозрачная древесина, которая заменит стекло
Учёные из США разработали уникальный материал — прозрачную древесину, которая пропускает свет и одновременно прочнее стекла. В будущем новая технология сможет заменить стекло и пластик и существенно изменить технологии в строительстве.
Разработчиками «прозрачного дерева» стали химики из Мэрилендского университета в Колледж-Парке, сообщает Birdinflight. Для создания этого материала использовалась обыкновенная древесина, которая обрабатывалась почти до полного удаления цветных примесей.
На первом этапе древесину подвергали двухчасовой высокотемпературной обработке в водном растворе натриевой щёлочи и соединений, которые расщепляют лигнин. Лигнин — это смесь ароматических полимеров, которая образует одеревеневшие стенки растительных клеток. Именно молекулы лигнина и придают древесине характерный цвет.
На следующем этапе на полученную прозрачную «размягчённую» древесину учёные нанесли прозрачную эпоксидную смолу. Смола, хоть и не является экологически чистой, но повышает прочность прозрачной древесины в 4—5 раз.
В результате из обычной древесины получился материал повышенной прочности, с электропроводностью ниже, чем у стекла, одновременно сохранивший способность к биоразложению, чего нельзя сказать о пластике.
Материал сохраняет пористую естественную структуру, которую можно заполнить газом или жидкостью для получения нужных дополнительных свойств. Таким образом «прозрачному дереву» можно найти довольно широкое применение.
Пока учёные смогли изготовить фрагмент размером не более 12 х12 см и толщиной от доли миллиметра до 1 см. В ближайшее время планируется наладить процесс получения прозрачной древесины любого размера.
Новый материал может быть использован для производства строительных материалов, мебели, теплосберегающих окон. Известно, что в холодное время года тепло стремительно утекает через окна, т.к. стекло обладает высокой теплопроводностью. В то же время прозрачная древесина способна не только проводить свет, но и могла бы выполнять функцию изоляции гораздо надёжнее и значительно снизить затраты на отопление.
Прозрачная древесина также может применяться в производстве более точного оптического оборудования, которое ранее изготавливалось из стекла или пластика.
Описание технологии авторы представили в журнале Advanced Materials.
Ранее «Великая Эпоха» рассказывала об окнах SolarWindows, которые вырабатывают электроэнергию.
www.epochtimes.com.ua
«ПРОЗРАЧНОЕ ДЕРЕВО» ЗАМЕНИТ СТЕКЛО?
Исследователи Королевского технологического института Швеции в начале этого года объявили о разработке «визуально прозрачного древесного материала», в статье под названием «Прозрачная древесина из нанопористого целлюлозного образца: совмещение функциональных и структурных характеристики» что свидетельствовало о возможном запуске массовго производства материала в качестве возможной замены стекла в строительстве (например, для окон и солнечных панелей).
Шведские ученые создали продукт, подвергнув натуральную древесину химическому воздействию, вытравив лигнин — красящий пигмент коричневого цвета, после чего образцы древесины приобрели белесый оттенок. Затем к белесому пористому субстрату был добавлен полимер для увеличения его прозрачности.
В настоящий момент, инженеры Университета Мэрилэнд демонстрируют, что окна из «прозрачной древесины» имеют лучшую пропускную способность и энергоэффективные показатели, нежели обычное стекло.
В статье научного журнала «Advanced Energy Materials» команда ученых, возглавляемая профессором Лянбин Ху (Liangbing Hu) с факультета материаловедения и инженерии и Центра исследований в области энергетики, высказывает мнение, что «прозрачное дерево» обеспечивает лучшую теплоизоляцию и почти одинаковую светопропускную способность по сравнению со стеклом, исключая блики и обеспечивая ровное и однородное освещение. Опубликованные результаты свидетельствуют об успешном подтверждении анонсированного ранее исследования.
«Прозрачное дерево» пропускает немного меньше света, чем стекло, но и значительно меньше тепла, — рассказывает Тиан Ли (Tian Li), ведущий автор исследования. – Оно очень прозрачное, но все же скрывает немного. Мы так же выяснили, что поры в древесине пропускают волны, аналогичные по длине волнам видимого света. Но они блокируют волны тепла». «Дымчатый эффект» нового материала делает его крайне пригодным для изготовления солнечных панелей, поскольку свет дольше удерживается в фоотоэлементах. Другое преимущество – это великолепная упругость. В то время как обычное стекло рассыпается при ударе, «прозрачное дерево» остается целым благодаря своей ячеистой структуре.
Процесс изготовления «прозрачного дерева» был недавно запатентован. Вначале из дерева выбеливается весь лигнин (придающий коричневый цвет). Затем дерево вымачивают в эпоксидном составе, возвращая прочность и делая чище. Для опытов ученые использовали небольшие образцы липовой древесины 2х2 см, но в реальности размер может быть любым.
green-city.su
Ученые создали прозрачную древесину, которая прочнее стекла
Это может изменить технологии в строительстве.
Что произошло?
Исследователям из Университета Мериленда удалось убрать из бруска древесины цвет и химические вещества и сделать его прозрачным. В результате они получили более прочный материал, который хуже проводит электричество в сравнении со стеклом и при этом более подвержен биоразложению, чем пластик.
«Мы были очень удивлены тем, насколько прозрачным удалось его сделать», — рассказывает Лянбин Ху, участник проекта, который написал о нем для журнала Advanced Materials.
Над созданием прозрачной древесины работала не только команда Ху – ученым из Швеции также удалось избавиться от ненужной видимой массы, заменив ее на прозрачный полимер. Технологии обработки, разработанные двумя группами исследователей, примерно похожи и состоят из двух этапов.
Как сделать дерево прозрачным?
Сначала ученые кипятят древесину в смеси воды, гидроксида натрия и других химикатов примерно в течение двух часов. В ходе этого процесса вымывается лигнин, молекулы которого придают древесине характерный цвет. Затем брусок покрывается эпоксидной смолой, которая хоть и делает процесс чуть менее экологически чистым, но зато позволяет добиться увеличения прочности материала в четыре-пять раз.
Как можно использовать эту технологию?
Одним из важнейших свойств обработанной таким способом древесины является сохранение структуры и естественных каналов дерева. Эти микроканалы могут передавать свет так же, как они переносили в себе питательные вещества внутри растения. «В обычных материалах свет рассеивается», — говорит Ху. — Если использовать этот волноводный эффект древесины, можно доставить больше света в дома».
Есть ли ограничения?
Так что мешает нам строить дома из прозрачной древесины, помимо вопросов защиты личной жизни? Ограниченные габариты. Пока технология позволяет работать только с пластинками 12,5х12,5 см и толщиной от листка бумаги до одного сантиметра – и это намного крупнее, чем то, что пока могут делать шведские ученые. Доктор Ху и исследователи Университета Мериленда продолжают работу над увеличением размера образцов.
Если команде удастся задуманное, технологию можно будет применить в огромном количестве областей: от производства окон, строительных материалов и мебели до создания более точного оптического оборудования, которое ранее изготавливалось из стекла или пластика.
Источник.
Материалы по теме:
Ученые изобрели прозрачную солнечную панель
Самые легкие в мире солнечные батареи могут держаться даже на мыльном пузыре
Какие технологии нужны в строительстве?
Американский стартап хочет построить первый дом на Марсе
Видео по теме:
Если у вас есть новости, пишите на [email protected]. Мы читаем все письма.Нашли опечатку? Выделите текст и нажмите Ctrl + Enter
rb.ru
Ученые сварили прозрачную древесину
Кусочек прозрачной древесины
Mingwei Zhu et al / Maryland University
Исследователи из Мэрилендского университета в Колледж-Парке создали прозрачную древесину. Об этом сообщается в пресс-релизе на сайте университета, статья опубликована в журнале Advanced Matherials.
За основу ученые взяли брусок липового дерева. В течение двух часов они варили его в воде, гидроксиде натрия и других химических веществах, что помогло вымыть из древесины лигнин — вещество, ответственное за придание ей цвета. После этого команда исследователей залила брусок эпоксидной смолой. Это позволило удалить воздух, который делает древесину непрозрачной, и увеличило ее прочность почти в пять раз.
Древесина до и после обработки
Mingwei Zhu et al / Maryland University
Одно из примечательных свойств «вареного» дерева заключается в том, что оно сохраняет свою структуру. Это позволяет использовать его ксилему в качестве светопроводящих каналов. «В обычных материалах свет рассеивается, но если вы превращаете древесину в волновод, то в ваш дом будет приходить больше света», — комментирует один из авторов работы.Тем не менее, у разработки присутствуют ограничения. Пока что ученым удалось получить только брусок размером 13×13 сантиметров и толщиной от примерно равной толщине листка бумаги до почти сантиметра. В будущем исследователи планируют увеличить масштаб прозрачной древесины и использовать ее как строительный материал и для оптических приборов, которые традиционно используют стекло или пластик.
Кристина Уласович
nplus1.ru
