Hidrojen peroksitle haşlanmış ve sıkıştırılmış odun, pasif olarak ısıyı yönetebilir.
Binalarımızın çoğu, özellikle sürdürülebilir değildir. Beton üretimi büyük bir karbon emisyonu kaynağıdır ve çelik üretimi çok kaynak yoğundur. Tamamlandığında, binaları ısıtma ve soğutma büyük bir enerji havuzu haline gelir. Betonun kimyasal formülündeki veya pasif soğutma programlarındaki değişiklikler gibi, bu sorunların her birinin nasıl ele alınacağına dair çeşitli fikirler vardır.
ABD’li araştırmacılardan oluşan büyük bir ekip, hem güneş ışığını yansıtan hem de aşırı ısıyı yayan sürdürülebilir bir malzeme kullanarak her şeyi yöneten görünen tek bir çözüm buldu. Mucize malzeme? Ahşap. Ya da iki ana bileşeninden birini çıkarmak için işlenmiş bir tahta şekli.
Ahşap çoğunlukla iki polimerin bir bileşimidir. Bunlardan biri olan selüloz, şekerlerin uzun zincirlerle bir araya getirilmesiyle elde edilir. Bu selüloz, gerçekten tek bir polimer olmayan lignin adı verilen bir polimer ile karıştırılır. Başlangıç malzemesinin kesin kimyasal formülü türler arasında değişebilir ve tipik olarak polimeri kaotik fakat oldukça sağlam bir ağa dönüştüren kimyasal bağların oluşabileceği çok sayıda yer içerir.
Lignin, biyoyakıt üretimi için birçok problem yaratır, çünkü değişkenliği sindirimi zorlaştırır (aksine, selüloz, zaman verilen basit şekerler halinde parçalanabilir). Ancak lignin, ahşaba tek başına selülozun vermeyeceği sağlamlığı sağlar.
Veya en azından selüloz, doğal olarak ahşap biçiminde olmaz. Yeni kimyasal işlem, lignini ahşaptan esasen uzaklaştırır. İşlemin kesin niteliği, kabaca karmaşık olabileceğini veya aşırı toksik kimyasallar içerebileceğini öne süren makalede belirtilmemiştir. Ancak, ilave malzemenin kontrolü, işlemin ahşabın konsantre hidrojen peroksit içine boşaltılmasını ve kaynatılmasını içerdiğini göstermektedir. Kaynamış, konsantre hidrojen peroksit içmek istemem ama güvenli bir şekilde kullanılması zor bir kimyasal değildir.
Lignin açıklamasına göre, sonuçta elde edilen odun zayıf olacağını beklersiniz. Ancak kimyasal işlem görmüş ahşap daha sonra sıkıştırılır. Onları ayrı tutacak hücreler ya da lignin bulunmadığında, şekerleri yayan birçok oksijen / hidrojen grubu birbirleriyle etkileşime girmekte ve yoğun bir hidrojen bağlama ağını oluşturmaktadır. Bu, nihayetinde malzemeyi ahşaptan daha güçlü kılar (araştırmacılar gücünü, işlem görmemiş ahşaptan daha güçlü olan basınçlı işlem görmüş kereste ile karşılaştırmazlar).
Sertliği ölçmenin çok çeşitli yolları vardır: bükülmeye, gerilmeye, darbelere, vb. Karşı direnç, vb. Araştırmacılar bunlardan bazılarını ölçtüler ve modifiye edilmiş ahşap, işlenmemiş ahşabın önünde, büyük değerlerde üç ila 10 kat arasında bir değer verdi. Dikkat çekici bir şekilde, bu önlemlerden en az biri için (çekme dayanımı), bazı çelik ve titanyum kenarları kesildi. Bunların hepsi, bu malzemenin ahşabın normal olarak dikkate alınmayacağı yerlerde kullanılması mümkün olacağı anlamına gelir.
Harika şeyler
Ancak ahşap, yapısal olarak kullanışlı olmaktan ziyade, binanın dış yüzeyini örten, kaplama olarak son derece kullanışlı hale getirebilecek bazı özelliklere sahiptir. Selüloz liflerinin çoğu, odun tanesi boyunca hizalanırken, bu hizalanma çok pürüzlüdür – yönlerinde bol miktarda değişkenlik vardır. Bu, işlenmiş ahşaba çarpan ışığın yoğun bir selüloz elyaf ağının içinde zıplayacağı ve işlemin yaygın şekilde dağıldığı anlamına gelir. Sonuçta dikkat çekici derecede beyaz görünen bir malzemedir, aynı şekilde bir şeker küpü, içindeki her şeker kristali saydam olsa bile beyaz görünür.
Sonuç olarak, malzeme güneş ışığını emmede gerçekten kötüdür ve bu nedenle sıcağı normal ahşabın yaptığı gibi yakalamaz.
Ama daha iyi olur. Selülozdaki şekerler, kızılötesi radyasyonun etkili yayıcılarıdır ve bunu, atmosferik gazlarımızın hiçbirinin yeniden ememediği spektrumun iki alanında yaparlar. Sonuçta, işlenen ahşap bir yapının ısısının bir kısmını emerse, odun onu gezegenden tamamen terk etmesi için yayar. Odun bunu doğrudan güneş ışığından patlarken bile yapabilir; Araştırmacılar bunu, işlenmiş tahtadan yapılmış bir kutunun içine küçük bir ısıtıcı koyarak ve ardından Arizona’daki güneş ışığına yapıştırarak doğruladılar.
Günün sıcağında, ahşabın bir metrekaresi yaklaşık 16W gücünde yayılabilir. Geceleri, bu rakam, metrekare başına 24 saatlik ortalama 53 Watt için 63W’a çıktı. Günün ortasında, eğer kutuda bir ısı kaynağı yoksa, ortam sıcaklığı, ortamdaki havadan 4 ° C’nin altındaydı. Tüm bunlar, işlenmiş ahşabın, kızıl ötesi enerjide, görünür dalga boylarında enerjiyi emdiğinden daha verimli bir şekilde yayması gerçeğinin sonucudur.
Araştırmacılar, işlenmiş ahşapla bir apartman binasında yalıtım için kullanılması soğutma için kullanılan enerjinin yaklaşık yüzde 35’ini kurtarabileceğini tahmin ediyor. Yoğun bir kentsel ortamda, bu sayı yarıya kadar çıkıyor. Ayrıca, binanın iç yapısının bir kısmını işleyebilecek güce sahiptir. Ormancılık çevre sorunları yaratabilse de, onu sürdürülebilir bir şekilde yönetmek kesinlikle mümkün.
Bunların hepsi ahşabı yapan – araştırmacılar “odun soğutan” olarak adlandırıyorlar – çok umut verici görünen bir malzeme. Bu nedenle, yeni makalenin arkasındaki ekip üyelerinden üçünün, teknolojiyi ticarileştirmek için bir patenti olduğunu görmek şaşırtıcı değil.
Kaynak: https://arstechnica.com/science/2019/05/chemically-treated-wood-could-send-excess-heat-to-space/
