В Южной Корее разработали прозрачную древесину для оконных конструкций

Учёные Сеульского национального университета совместно с коллегами из Института науки и технологий Кванджу создали новый материал — прозрачную древесину, предназначенную для использования в оконных системах.

Технология предполагает последовательную обработку натуральной древесины. На первом этапе из неё извлекают лигнин — полимер, который придаёт материалу жёсткость и окраску. Затем освободившуюся пористую структуру пропитывают оптически прозрачным полимером. Завершающий этап — специальная обработка, повышающая устойчивость материала к влаге и ультрафиолетовому излучению. В итоге получается светопроницаемая структура, сохраняющая волокнистую текстуру древесины.

Экспериментальные измерения выявили особенности поведения состава при разных температурах. Прозрачность для видимого света — 28 % в комнатных условиях. При нагреве до 40 °C светопропускание увеличивается до 78 % на длине волны 550 нанометров. Это позволяет материалу адаптироваться к нормам освещённости: в прохладную погоду и вечером свет рассеивается сильнее, а в жару прозрачность увеличивается.

Исследования показали, что материал эффективно отражает ультрафиолетовые волны, задерживая почти 100 % лучей типа А. Такая защита предотвращает выцветание предметов интерьера и снижает воздействие УФ‑излучения на людей в помещении.

Теплоизоляционные характеристики прозрачной древесины заметно отличаются от свойств обычного стекла. Показатель теплопроводности данного материала равен 0,197 Вт·м⁻¹·K⁻¹, что приблизительно в 5 раз меньше, чем у обычного стекла. Это способствует уменьшению теплопотерь зимой и снижению перегрева помещений летом, что приводит к сокращению нагрузки на системы отопления и кондиционирования.

Одно из отличий прозрачной древесины от герметичных стеклопакетов — способность регулировать влажность в помещении. Кроме того, материал остаётся биоразлагаемым и не образует токсичных отходов при утилизации, что выгодно отличает его от многих синтетических аналогов.

Практические испытания провели в одном из офисов Сеула, где установили образец нового материала. Замеры зафиксировали снижение энергопотребления на кондиционирование на 18 % при сохранении комфортного уровня естественного освещения.

В настоящее время производство материала остаётся дорогостоящим: цена квадратного метра в опытной партии достигает 300 долларов. Исследователи считают, что при расширении производства стоимость может сравняться с ценой качественных стеклопакетов.

Массовый выпуск прозрачной древесины намечен на 2028 год после завершения сертификационных испытаний. Три крупные строительные компании Южной Кореи выразили готовность протестировать материал при возведении жилых комплексов.

Материал также рассматривают для применения в других областях. Его можно использовать в производстве мебели с подсветкой, создании архитектурных элементов, изготовлении облегчённых панелей для авиа‑ и вагоностроения. Кроме того, обсуждается возможность применения прозрачной древесины в сельском хозяйстве — например, при создании «умных» теплиц с автоматической регулировкой освещения.

Источник: interestingengineering.com