Модифицированная древесина способна заменить кондиционеры

Исследователи из Университета Мэриленда и Колорадского университета в Боулдере создали новый строительный материал — древесину, которая способна охлаждать помещения на 10 °C. Исследование, посвященное разработке, опубликовано в Science.

C точки зрения расхода энергии кондиционирование воздуха неэффективно. На отопление и охлаждение помещений приходится порядка 48% от потребления энергии. Как известно из второго закона термодинамики, охлаждение стоит значительно дороже нагрева.

При нагревании большинство материалов излучают тепло в виде фотонов ближнего инфракрасного (ИК) света, который поглощается молекулами воздуха, что задерживает тепло и сохраняет жар в помещении. В деревянных материалах основной вклад в переизлучение ИК делает лигнин — полимер, откладываемый клетками древесных растений и скрепляющий волокна целлюлозы. Множественные ароматические кольца лигнина поглощат ультрафиолетовый свет и конвертируют его в тепловые колебания и ИК-фотоны. Более длинные волны ИК-диапазона воздух поглощает не может. Поэтому это излучение проходит сквозь атмосферу беспрепятственно и направляется в открытый космос.

Исследователи обработали липу раствором перекиси водорода, который измельчает длинные молекулы лигнина на мелкие фрагменты. Лигнин вымыли из древесины, а оставшуюся целлюлозу спрессовали. Механическая плотность строительного материала составила 404,3 мегапаскаля, что в восемь раз превышает прочность натурального дерева. Материал охлаждает помещения в пределах от 20% до 60% в зависимости от характеристик солнечного света. Наибольший результат достигается в жарком и сухом климате.

Однако древесина в кровле применяется редко, поскольку остается огнеопасной и недолговечной. Необходимость приведения материала в соответствие противопожарным нормам может значительно повысить его стоимость.