Citrusderivat gør gennemsigtigt træ 100 procent vedvarende

Siden det blev introduceret første gang i 2016, gennemsigtigt træ er udviklet af forskere ved KTH Royal Institute of Technology som et innovativt konstruktionsmateriale til bygningskonstruktion. Det slipper naturligt lys igennem og kan endda lagre termisk energi.

Nøglen til at gøre træ til et gennemsigtigt kompositmateriale er at fjerne dets lignin, den største lysabsorberende komponent i træ. Men de tomme porer efterladt af fraværet af lignin skal fyldes med noget, der genopretter træets styrke og lader lyset trænge igennem.

I tidligere versioner af kompositmaterialet, forskere ved KTHs Wallenberg Wood Science Center brugte fossilbaserede polymerer. Nu, forskerne har med succes testet et miljøvenligt alternativ:limonenacrylat, en monomer fremstillet af limonen. De rapporterede deres resultater i Avanceret videnskab .

"Det nye limonenacrylat er fremstillet af vedvarende citrus, såsom skraldeaffald, der kan genbruges fra appelsinjuiceindustrien, "siger hovedforfatteren, Ph.d. studerende Céline Montanari.

Et ekstrakt fra produktion af appelsinjuice bruges til at skabe den polymer, der genopretter delignificeret træstyrke og lader lys passere igennem.

Den nye komposit tilbyder optisk transmittans på 90 procent ved 1,2 mm tykkelse og bemærkelsesværdigt lav dis på 30 procent, rapporterer forskerne. I modsætning til andre transparente trækompositter udviklet i løbet af de sidste fem år, materialet udviklet på KTH er beregnet til strukturel brug. Det viser kraftig mekanisk ydeevne:med en styrke på 174 MPa (25,2 ksi) og elasticitet på 17 GPa (eller ca. 2,5 Mpsi).

Alligevel hele tiden, bæredygtighed har været en prioritet for forskningsgruppen, siger professor Lars Berglund, leder af KTHs afdeling for fiber- og polymerteknologi.

"Udskiftning af de fossilbaserede polymerer har været en af ​​de udfordringer, vi har haft med at lave bæredygtigt gennemsigtigt træ, ”Siger Berglund.

Miljøhensyn og såkaldt grøn kemi gennemsyrer hele arbejdet, han siger. Materialet er fremstillet uden opløsningsmidler, og alle kemikalier er afledt af biobaserede råvarer.

De nye fremskridt kan muliggøre en endnu uudforsket række applikationer, såsom inden for træ nanoteknologi, Siger Berglund. Mulighederne omfatter smarte vinduer, træ til varmelagring, træ, der har indbygget belysningsfunktion-selv en trælaser.

"Vi har set på, hvor lyset går, og hvad sker der, når den rammer cellulosen, ”Siger Berglund.” Noget af lyset går lige igennem træet, og gør materialet gennemsigtigt. Noget af lyset brydes og spredes i forskellige vinkler og giver behagelige effekter i belysningsapplikationer. "

Teamet arbejder også med Sergei Popovs fotonikergruppe på KTH for at udforske nanoteknologimulighederne endnu mere.