Исследователи из шведского Королевского технологического института разработали строительный материал из модифицированной древесины, кокоса и лимона. В зависимости от температуры он может накапливать или отдавать тепло.
Для создания биокомпозита исследователи удалили из древесины лигнин, сложное полимерное соединение, содержащееся в клетках сосудистых растений. После этой процедуры в стенках клеток древесины формируются открытые поры, а материал лишается цвета. Получившуюся структуру инженеры заполнили акрилатом лимонена, полученным из цитрусовых, и молекулами на основе кокоса.
При нагревании молекулы акрилата лимонена превращаются в биополимер, который восстанавливает прочность обработанной древесины и позволяет проникать свету. Когда это происходит, молекулы кокоса захватываются материалом, что позволяет накапливать и высвобождать энергию.
Иллюстрация процесса производства биокомпозита. Изображение: Céline Montanari et al., Small
Секрет материала заключается в том, что молекулы, полученные из кокоса, переходят из твердого агрегатного состояния в жидкое и обратно при температуре 24 °С. Фазовый переход сопровождается поглощением или выделением тепла. Поэтому покрытие из такого материала накапливает тепло при температуре выше «пограничной» и выделяет его, когда становится холоднее.
Исследователи посчитали, что при использовании в жилищном строительстве 100 кг материала могут сэкономить около 2,5 кВт*ч в день на отоплении или охлаждении помещения для поддержания внутри температуры 24 °С. Текущая технология подходит для использования во внутренней отделке помещения, исследователи планируют также адаптировать материал для наружного использования, например, отделки теплиц.
Когда светит солнце, древесина становится прозрачной и накапливает больше энергии, а ночью она мутнеет и высвобождает накопленное днем тепло. Это помогло бы сократить потребление энергии на отопление и в то же время обеспечить ускоренный рост растений.
Питер Олсен, соавтор исследования
