투명한 목재가 출시되어 유리 대신 에너지 효율적인 대안이 될 수 있습니다.

유리창
이와 같은 유리창은 투명한 목재로 대체 될 수 있습니다. Shutterstock / Visions-AD

목재는 인간이 수백만 년 동안 주택, 선박 건설 및 연소 용 연료 공급원으로 사용해 온 고대 재료입니다. 또한 재생 가능한 원천이며 지구 대기에서 과도한 이산화탄소를 포획하는 한 가지 방법입니다. 오늘날 목재의 주성분 인 셀룰로오스는 매년 강철 부피의 20 배.

목재를 사용하지 않을 한 가지는 창문을 만드는 것입니다. 대신 우리는 투명하고 강화되면 구조적 지원을 제공 할 수있는 유리와 플라스틱에 의존합니다. 그러나 건물은 유리를 통해 많은 열을 잃고 빛은 재료를 통해 약간의 열을 가져올 수 있지만 좋은 절연체는 아닙니다. 이것이 우리에게 이중 유리가 필요한 이유입니다. 반면에 목재는 단열성이 높지만 투명하지는 않습니다. 보통.

최근 몇 년 동안 재료 과학자들은 나무를 투명하게 만드는 실험을 해왔습니다. 목재를 투명하게 만들고 높은 기계적 특성을 유지하면 지속 가능하고 재생 가능한 원천의 유리에 대한 좋은 대안이 될 것입니다. 이전 방법 에너지 집약적이며 유해한 화학 물질을 사용했지만 새로운 연구 그 과정에서 엄청난 양의 에너지를 사용하지 않고 목재를 투명하게 만드는 방법을 보여주었습니다.

나무를 통해보기

목재의 투명성 부족은 두 가지 주요 성분 인 셀룰로오스와 리그닌의 조합에서 비롯됩니다. 리그닌은 빛을 흡수하고 재료에 발색단 (빛 활성화 화합물)이 있으면 목재가 갈색으로 보입니다. 주로 셀룰로오스를 포함하는 목재의 섬유는 속이 빈 튜브와 같은 구조입니다. 이 속이 빈 튜브의 공기는 빛을 산란시켜 재료의 투명도를 더욱 떨어 뜨립니다.

나무를 투명하게 만드는 이전 작업이 관련되었습니다 리그닌 제거 구조에서 완전히 제거하고 수지 재료로 교체합니다. 리그닌을 제거하려면 환경에 유해한 화학 물질이 많이 필요하며 기계적 성질 재료의. 약하게 만듭니다.

메릴랜드 대학의 연구자들에 의한 새로운 연구는 머리카락을 표백하는 데 일반적으로 사용되는 과산화수소라는 간단한 화학 물질을 사용하여 나무를 투명하게 만드는 방법을 보여줍니다. 이 화학 물질은 발색단을 수정하여 구조를 변경하여 더 이상 빛을 흡수하고 나무에 색을 입히지 않습니다.

포 그라운드에서 로그와 맑은 소나무 숲.리그닌이라고 불리는 목재 성분을 제거하면 투명하게 만들 수 있습니다. Shutterstock / Krasula

화학 물질을 나무에 바른 다음 빛을 사용하여 활성화하여 밝은 흰색 물질 (원하는 경우 금발 나무)을 생성 할 수 있습니다. 나무와 과산화수소의 화학 반응은 잘 알려져 있습니다. 종이를 만드는 데 사용되는 목재 펄프를 표백하는 기초입니다. 종이가 흰색으로 빛나는 이유 중 하나입니다.

종이가 흰색 인 또 다른 이유는 나무의 속이 빈 셀룰로스 섬유처럼 구조의 구멍이나 구멍이 빛을 산란시키기 때문입니다. 이 섬유를 수지로 채우면 산란이 줄어들어 빛이 목재를 통과하여 투명하게 만드는 동시에 원래의 기계적 특성을 유지합니다.

목재 창

이것은 잘 알려진 과산화수소와 리그닌의 화학 반응을 사용하는 매우 흥미로운 개발입니다. 이 접근법은 또한 큰 재료 조각에 적용될 수 있으며, 유리를 대체 할 수있는 실질적인 잠재력을 제공하는 투명한 건축 자재의 생산으로 이어질 수 있습니다.

화학 물질이 나무에 솔질되기 때문에 재료에 장식 효과를 추가 할 기회가있을 수 있습니다. 이것은 추가적인 단열을 제공하는 동시에 실 내용으로 인기있는 재료 패널을 만들 수 있습니다.

목재와의 반응을 최적화하고이를 산업 자동화 공정에 통합하기 위해 추가 작업이 수행되어야합니다. 하지만 언젠가는 집에 앉아 있거나 나무 창문이있는 건물에서 일하게 될 것입니다.

저자에 관하여대화

재료 과학 및 공학 교수 인 Steve Eichhorn은 브리스톨 대학교

이 기사는에서 다시 게시됩니다. 대화 크리에이티브 커먼즈 라이센스하에 읽기 원래 기사.

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