Новая супердревесина прочнее алюминия и титана - «Технологии»

Команда американских исследователей подвела итоги годового тестирования системы пассивного охлаждения зданий на основе нового материла, условно названого «охлаждающая древесина». Технология ее получения запатентована и защищена коммерческой тайной, но принцип действия известен. Это материал, который отражает солнечный свет и излучает тепло, полученное из других источников.

В составе обычной древесины доминируют два сложных полимера — целлюлоза и лигнин. Последний удаляется путем кипячения сырья в концентрированной перекиси водорода. Из-за разрушения химических связей материал становится мягким и податливым, но его тут же подвергают высокому давлению. Получается плотная структура, в которой целлюлозные волокна ориентированы хаотично, а не продольно, как обычно, в виде характерного древесного рисунка.

Сжатие придает супердревесине особую прочность на разрыв, которая превышает показатели стали и титана. А новая внутренняя структура отражает и рассеивает падающий свет, из-за чего материал выглядит белым. И он не поглощает энергию солнца, не нагревается на свету. Более того, оставшиеся в целлюлозе олигосахариды являются проводниками инфракрасного излучения, причем в тех частях спектра, в которых оно не поглощается обратно газами в земной атмосфере.

В эксперименте исследователи поместили в ящик из супердревесины источник тепла и оставили его в аризонской пустыне. Днем, под палящим солнцем, ящик отдавал тепло в окружающую среду в эквиваленте 16 Вт мощности на 1 кв. м., ночью 63 Вт — в среднем, 53 Вт/м2. Без источника тепла внутри ящик в полдень оставался на 4℃ холоднее воздуха снаружи. Поэтому древесину и прозвали «охлаждающей» – она не пропускает тепло, идущее снаружи, плюс отводит внутренние излишки.

Экспериментальная теплоизоляция из «охлаждающей супердревесины» обеспечила до 35 % экономии энергии на охлаждении помещений в течение годового тестирования в 16 регионах США. В ближайшем будущем этот материал получит первое коммерческое применение.