Il legno può sembrare più a suo agio nelle capanne di legno rispetto all'architettura moderna, ma un tipo di legno trattato in modo speciale potrebbe essere il materiale da costruzione alla moda di domani. Oggi, gli scienziati segnalano un nuovo tipo di legno trasparente che non solo trasmette luce, ma assorbe e rilascia anche calore, potenzialmente risparmio sui costi energetici. Il materiale può sopportare carichi pesanti ed è biodegradabile, aprendo la porta per il suo eventuale utilizzo in case eco-compatibili e altri edifici.

I ricercatori presenteranno oggi i loro risultati all'American Chemical Society (ACS) Spring 2019 National Meeting &Exposition.

"Nel 2016 abbiamo dimostrato che il legno trasparente ha ottime proprietà termoisolanti rispetto al vetro, combinato con un'elevata trasmittanza ottica, "dice Céline Montanari, un dottorato di ricerca studente che presenta la ricerca all'incontro. "In questo lavoro, abbiamo cercato di ridurre ancora di più il consumo energetico dell'edificio incorporando un materiale in grado di assorbire, immagazzinare e rilasciare calore."

Mentre lo sviluppo economico progredisce in tutto il mondo, il consumo di energia è aumentato vertiginosamente. Gran parte di questa energia viene utilizzata per illuminare, case calde e fresche, uffici e altri edifici. Le finestre di vetro possono trasmettere luce, aiutando a illuminare e riscaldare le case, ma non immagazzinano energia da usare quando il sole tramonta.

Tre anni fa, capo investigatore Lars Berglund, dottorato di ricerca, e colleghi del KTH Royal Institute of Technology di Stoccolma, Svezia, riportato un legno otticamente trasparente nella rivista ACS Biomacromolecole . I ricercatori hanno realizzato il materiale rimuovendo un componente che assorbe la luce chiamato lignina dalle pareti cellulari del legno di balsa. Per ridurre la dispersione della luce, hanno incorporato l'acrilico nell'impalcatura di legno poroso. Il team poteva vedere attraverso il materiale, tuttavia era abbastanza nebuloso da fornire privacy se usato come materiale da costruzione principale. Il legno trasparente aveva anche proprietà meccaniche favorevoli, permettendogli di sopportare carichi pesanti.

Basandosi su questo lavoro, Montanari e Berglund hanno aggiunto un polimero chiamato polietilenglicole (PEG) al legno de-lignificato. "Abbiamo scelto il PEG per la sua capacità di immagazzinare calore, ma anche per la sua elevata affinità per il legno, " dice Montanari. "A Stoccolma, c'è una nave molto vecchia chiamata Vasa , e gli scienziati hanno usato il PEG per stabilizzare il legno. Quindi sapevamo che il PEG può andare davvero in profondità nelle celle di legno".

Conosciuto come "materiale a cambiamento di fase, " Il PEG è un solido che fonde a una temperatura di 80 F, immagazzinare energia nel processo. La temperatura di fusione può essere regolata utilizzando diversi tipi di PEG. "Durante una giornata di sole, il materiale assorbirà il calore prima che raggiunga lo spazio interno, e l'interno sarà più fresco che fuori, " spiega Montanari. "E di notte, accade il contrario:il PEG diventa solido e rilascia calore all'interno in modo da poter mantenere una temperatura costante in casa."

Il team ha incapsulato PEG all'interno dell'impalcatura di legno delignificata, che ha impedito la fuoriuscita del polimero durante le transizioni di fase. Hanno anche incorporato l'acrilico nel materiale per proteggerlo dall'umidità. Come la loro versione precedente, il legno modificato era trasparente, anche se leggermente velato, e forte, ma aveva il vantaggio di immagazzinare calore.

I ricercatori sottolineano che il legno trasparente ha il potenziale per essere più rispettoso dell'ambiente rispetto ad altri materiali da costruzione come la plastica, cemento e vetro. Oltre alle sue capacità di accumulo termico, il legno trasparente potrebbe essere più facile da smaltire dopo che ha assolto al suo scopo. "Il PEG e il legno sono entrambi a base biologica e biodegradabili, " osserva Berglund. "L'unica parte che non è biodegradabile è l'acrilico, ma questo potrebbe essere sostituito da un altro polimero a base biologica".

Ora, l'attenzione si concentra sul potenziamento del processo di produzione per renderlo industrialmente fattibile. I ricercatori stimano che il legno trasparente potrebbe essere disponibile per applicazioni di nicchia nell'interior design in appena cinque anni. Stanno anche cercando di aumentare la capacità di stoccaggio del materiale per renderlo ancora più efficiente dal punto di vista energetico.