Ingenjörer vid University of Maryland designade ett transparent tak av trä som belyser det naturliga träkornmönstret. Upphovsman:A.James Clark School of Engineering, University of Maryland
Behöver du ljus men vill du ha integritet? En ny träslag som är transparent, tuff, och vackert kan vara lösningen. Detta naturinspirerade byggmaterial tillåter ljus att komma igenom (vid cirka 80%) för att fylla rummet men själva materialet är naturligt disigt (93%), hindrar andra från att se inuti.
Materialingenjörer vid University of Maryland har förvandlat trä till ett transparent byggmaterial som riktar ljus för en diffus effekt, är tuffare och isolerar bättre än glas, och har ett naturligt trämönster. De publicerade sina resultat förra veckan i tidningen Naturkommunikation .
"I denna patenterade forskning, vi demonstrerar det första estetiska träet med mönster efter densitetsvariationen i naturligt trä. Sådana mönstrade, transparent trä kan också blockera UV och värme, är mekaniskt stark, som kan hitta många tillämpningar i byggnader där hållbarhet och energieffektivitet önskas, "sa Liangbing Hu, Herbert Rabin framstående professor och chef för Center for Materials Innovation vid University of Maryland, College Park.
Små nanostrukturer gjorda av celler passerar vatten och näringsämnen upp och ner i trädet, men de har betydelse här som vertikalt anpassade kanaler i träet, en naturligt odlad struktur som kan användas för att föra ljuset vidare.
Teamet började med ett litet block av Douglasgran och använde kemikalier för att selektivt ta bort sitt lignin, delen som gör träet brunt och starkt. Detta gör träet transparent för ljus. De lämnade efter sig alla andra cellstrukturer i träet, som ger ett naturligt mönster.
Fyra naturliga träkornstilar av ”estetiskt trä, ”En ny transparent formulering av trä av ingenjörer vid University of Maryland, College Park. Upphovsman:A.James Clark School of Engineering, University of Maryland
Genom att ta bort en nyckelkomponent av trä, ett träblock kan göras transparent, med naturliga förmågor att blockera värme och direkt ljus, forskare vid University of Maryland visade. Upphovsman:A.James Clark School of Engineering, University of Maryland
De återstående träcellstrukturerna leder också ljuset rakt igenom plankan. Träet huggs mot säden, så att kanalerna som drog vatten och näringsämnen upp från rötterna ligger längs den kortaste dimensionen. Cellstrukturen som fortfarande finns studsar ljuset runt lite, en egendom som kallas dis, men i allmänhet färdas ljuset direkt genom mikrokanaler i skogen. Oavsett vilken vinkel solen slår, ljuset rör sig vinkelrätt genom träet och faller konsekvent på samma diffusa område hela dagen.
Forskarna simulerade ett rum med ett tak av det nya "estetiska träet, "som forskarna har kallat det, och visade att det isolerar bättre än glas. Estetiskt trä ärver egenskaper från trä och epoxi, en annan viktig ingrediens i processen. Detta gör det också möjligt att vara hårdare än glas. Estetiskt trä visade sig vara två och en halv gånger mer effektivt för att blockera värme än glas, och tre och en halv gånger så hård som obehandlat trä, eller nästan 15 gånger så tufft om träet skärs med kornet. Det blockerar också effektivt UV -ljus, men släpper igenom synligt ljus.
Ett nytt sätt att bearbeta trä som gör det transparent, stark, och värmebeständigt utvecklades av ingenjörer vid University of Maryland. Upphovsman:A.James Clark School of Engineering, University of Maryland
Forskarna gillade mönstret av det ljusare bruna tidiga träet, så kallad eftersom den produceras tidigt i träets tillväxtfas, och mörkare latewood. Tidigt trä har mindre lignin eftersom det har mindre material totalt, med cellväggar ungefär en fjärdedel så tjocka. Forskarna försökte också basved och tall, som kan användas fysiskt på samma sätt och har ljusare träkornsmönster.
Inventwood, ett avknoppningsföretag från UMD, kommersialiserar denna typ av transparent träteknik.
