A madeira pode parecer mais em casa em cabanas de madeira do que a arquitetura moderna, mas um tipo de madeira com tratamento especial pode ser o material de construção da moda de amanhã. Hoje, cientistas relatam um novo tipo de madeira transparente que não apenas transmite luz, mas também absorve e libera calor, potencialmente economizando em custos de energia. O material pode suportar cargas pesadas e é biodegradável, abrindo a porta para seu eventual uso em casas e outros edifícios ecológicos.

Os pesquisadores apresentarão seus resultados hoje no Encontro e Exposição Nacional da American Chemical Society (ACS) na primavera de 2019.

"Em 2016, mostramos que a madeira transparente tem excelentes propriedades de isolamento térmico em comparação com o vidro, combinado com alta transmitância óptica, "diz Céline Montanari, um Ph.D. aluno que está apresentando a pesquisa no encontro. "Nesse trabalho, tentamos reduzir ainda mais o consumo de energia do edifício incorporando um material que possa absorver, armazenar e liberar calor. "

À medida que o desenvolvimento econômico progride em todo o mundo, o consumo de energia disparou. Muito dessa energia é usada para iluminar, casas quentes e frias, escritórios e outros edifícios. As janelas de vidro podem transmitir luz, ajudando a iluminar e aquecer as casas, mas não armazenam energia para usar quando o sol se põe.

Três anos atrás, investigador principal Lars Berglund, Ph.D., e colegas do KTH Royal Institute of Technology em Estocolmo, Suécia, relatou uma madeira opticamente transparente no jornal ACS Biomacromoléculas . Os pesquisadores criaram o material removendo um componente que absorve a luz, chamado lignina, das paredes celulares da madeira balsa. Para reduzir a dispersão de luz, eles incorporaram acrílico ao andaime de madeira porosa. A equipe pode ver através do material, no entanto, era nebuloso o suficiente para fornecer privacidade se usado como um importante material de construção. A madeira transparente também tinha propriedades mecânicas favoráveis, permitindo-lhe suportar cargas pesadas.

Com base neste trabalho, Montanari e Berglund adicionaram um polímero denominado polietilenoglicol (PEG) à madeira deslignificada. "Escolhemos o PEG devido à sua capacidade de armazenar calor, mas também por causa de sua alta afinidade com a madeira, "Montanari diz." Em Estocolmo, há um navio muito antigo chamado Vasa , e os cientistas usaram PEG para estabilizar a madeira. Portanto, sabíamos que o PEG pode ir muito fundo nas células da madeira. "

Conhecido como um "material de mudança de fase, "PEG é um sólido que derrete a uma temperatura de 80 F, armazenar energia no processo. A temperatura de fusão pode ser ajustada usando diferentes tipos de PEGs. "Durante um dia ensolarado, o material vai absorver o calor antes de chegar ao espaço interno, e o interior será mais fresco do que o exterior, "Montanari explica." E à noite, o inverso ocorre - o PEG se torna sólido e libera calor dentro de casa para que você possa manter uma temperatura constante na casa. "

A equipe encapsulou o PEG dentro do andaime de madeira sem lignificação, que evitou o vazamento do polímero durante as transições de fase. Eles também incorporaram acrílico ao material para protegê-lo da umidade. Como sua versão anterior, a madeira modificada era transparente, embora ligeiramente nebuloso, e forte, mas tinha a vantagem adicional de armazenar calor.

Os pesquisadores destacam que a madeira transparente tem potencial para ser mais ecológica do que outros materiais de construção, como o plástico, concreto e vidro. Além de seus recursos de armazenamento térmico, a madeira transparente pode ser mais fácil de descartar depois de cumprir seu propósito. "O PEG e a madeira são de base biológica e biodegradável, "Berglund observa." A única parte que não é biodegradável é o acrílico, mas isso poderia ser substituído por outro polímero de base biológica. "

Agora, o foco passa a ser a ampliação do processo de produção para que seja industrialmente viável. Os pesquisadores estimam que a madeira transparente poderá estar disponível para aplicações de nicho em design de interiores em apenas cinco anos. Eles também estão tentando aumentar a capacidade de armazenamento do material para torná-lo ainda mais eficiente em termos de energia.