Прозрачные отделочные материалы для древесины

Действительно, это не шутка и не фантастика. Американский исследователь лаборатории лесных продуктов Джуньюн Чжу вместе с коллегами из Университетов Мэриленда и Колорадо сумели создать невероятный материал. Какое-то конкретное имя ему пока не дали и …

Откуда появилась прозрачная древесина

Над созданием необычного стройматериала одновременно трудились две группы ученых — из Университета Мериленда и из Швеции. Обе команды исследователей практически в одни сроки сумели убрать из дерева цвет и сделать его почти прозрачным. Результаты работы были представлены на ежегодной выставке Американского химического общества в 2019 году.

Получение прозрачного материала из дереваПолучение прозрачного материала из дерева

Сведения о новинке были напечатаны в журнале ACS Biomacromolecules. По рассказам ведущего шведского исследователя, доктора Ларса Берглунда, вначале из оптической древесины был удален лигнин (этот компонент клеточных стенок поглощал свет). После удаления его место занял акрил. Рассеивание света было уменьшено, но не прекратилось полностью, ведь акрил сам по себе является довольно плотным и непрозрачным.

Удаление лигнина из древесиныУдаление лигнина из древесины

В дальнейших исследованиях в древесные поры после извлечения лигнина был введен полимер ПЭГ (полиэтиленгликоль). Это твердое вещество обладает способностью глубокого внедрения в клетки дерева, поскольку имеет высокое сродство с ним. ПЭГ может сохранять энергию при нагреве. В солнечную погоду он поглощает тепло, а ночью, когда на улице прохладно — проводит его вовнутрь. Таким способом вещество поддерживает постоянную и комфортную температуру в доме, оптимизируя свойства древесины. Чтобы полиэтиленгликоль не расплавлялся и не покидал древесные поры, его поместили в них в капсулированной форме. Акрил также вошел в состав конечного продукта, поэтому современная прозрачная древесина все равно получается чуть мутноватой.

к содержанию ↑

Как именно делают материал

Чтобы сделать дерево прозрачным, первым этапом из него вымывают лигнин, который придает характерный цвет. Для этого бруски кипятят в смеси гидроксида натрия, воды, иных химических веществ около 2 часов. Далее материал насыщают ПЭГ и иными компонентами. В завершение процесса бруски покрывают эпоксидной смолой, которая повышает прочность дерева в 4-5 раз.

к содержанию ↑

Почему прозрачная древесина — это инновационный материал?

Если посмотреть на статистику распределения теплопотерь в доме, то на окна приходится от 10 до 25%. Примерно столько же — на крышу и стены, но там и площади намного больше, при этом их можно утеплить. Современные стеклопакеты отличаются максимально возможной энергоэффективностью, то есть физически улучшить окна, используя только стекло, можно считать, невозможно. 

hi-tech.mail.ru

Стекло на фотографии сделано из дерева. Фото: USDA Forest Service

Прозрачная древесина — это не единственная замена стекла. Есть еще акрил (он же оргстекло), двухслойный поликарбонат/пропилен, поливинилхлорид. Однако используются они далеко не везде ввиду отсутствия необходимых показателей прозрачности, экологичности и токсичности. Поэтому древесное стекло вызвало небывалый интерес у общественности. Этот материал в разы экологичнее, энергоэффективнее, прочнее, а также существенно легче стекла. Минусы тоже есть — пока прозрачная древесина примерно на 15-20% уступает стеклу в прозрачности, а также дороже в производстве.

Лак

Лак представляет собой материал, образующий однородную прозрачную пленку. При этом сам лак не обязательно будет прозрачным, иногда он бывает похож на клей ПВА. Если лак смешивают с различными миками (пигментами), то такой состав называют глазурью. В отдельную группу выделяют масляные лаки. Они содержат меньше смолы и больше масла, сохнет такое покрытие до 4 дней.

Выбирать лак надо, ориентируясь на нагрузку, которую предстоит испытывать обработанной им поверхности. Для покрытия пола лучше купить лак с высокой износостойкостью, для мебели подойдет лак, способный выдерживать среднюю или низкую нагрузку.

Перед нанесением лака поверхность надо тщательно отшлифовать и зашкурить, после чего наносить покрытие вдоль волокон широкой кистью. Обычно лак наносят в 2-3 слоя.

.

. — , . , , , . .
, , . , , .
. , . .
. — , , , . , . , , — . , , . ; .
, . 1820. () . , , . , , , .
. , . . :
1) ;
2) ;
4) , , ;
3) , , ;
5) — , .
.
. , , 3 , , .
, . -, . — :
1) ; , , ;
2) , , ;
3) ;
4) ;
5) .
, .
. , . , , . , .
:
1) — , ;
2) , , ;
3) ;
4) .
— : 1) ; 2) ; 3) .
, , :
1) , , ;
2) ;
3) ;
4) ;
5) ;
6) ;
7) , ; , ;
8) , ;
9) ;
10) . . …

&nbsp&nbsp
sant13.jpg . , , , , , , . …
>>
&nbsp&nbsp
od15.jpg — , , , — . , , .
>>
&nbsp&nbsp
pol15.jpg , . , — , , — , -, , . , …
>>
&nbsp&nbsp
el03.jpg , , . , , .
>>
el07.jpg . . . …
>>
od07.jpg, . , , — : , . ?
>>
mat12.jpg . — . — …
>>
mat99.jpg . . , .
>>

&nbsp&nbsp » .»   

Свойства нового сырья

Несмотря на присутствие ряда химических веществ, оптическое дерево считается экологичным материалом. По безопасности оно стоит на строчку выше, чем бетон или пластик, ведь все его компоненты являются биоразлагаемыми. После завершения срока эксплуатации любые элементы из оптического сырья могут быть утилизированы простым способом.

Свойства прозрачной древесины

Благодаря присутствию акрила материал становится влагостойким и не боится воздействия влаги. По прочности он тоже не уступает иному строительному сырью и легко выдерживает механические нагрузки (лучше, чем стекло и пластик). Новый стройматериал довольно плохо проводит электричество, при этом обладает отличными теплоизолирующими свойствами и высоким коэффициентом пропускания света.

к содержанию ↑

Воск

Бывает на природной основе или синтетическим. Используется в качестве добавки в лак или краску, но может выступать и как самостоятельный материал. В зависимости от метода нанесения воск придает поверхности матовость или глянец. Также воск используется для повышения износоустойчивости поверхности.

Наносить воск удобнее всего неворсистым сукном. После высыхания поверхности при необходимости полируют замшей. Учите, что в результате неравномерного нанесения воск может образовывать темные пятна, так что работайте аккуратно.

Как можно использовать эту технологию?

Одним из важнейших свойств обработанной таким способом древесины является сохранение структуры и естественных каналов дерева. Эти микроканалы могут передавать свет так же, как они переносили в себе питательные вещества внутри растения. «В обычных материалах свет рассеивается», — говорит Ху. — Если использовать этот волноводный эффект древесины, можно доставить больше света в дома».

Применение прозрачной древесины

Материал с уникальным внешним видом и свойствами может изменить привычные технологии строительства. Благодаря ему можно доставить больше света в дом, что позволит сократить энергопотребление и снизить финансовые траты жильцов.

Если заменить часть традиционного строительного сырья новинкой, то такие стены и окна будут не просто пропускать свет, но и накапливать энергию. Следовательно, дом станет более теплым и удобным для проживания.

По мнению ученых, технология может войти в массовое производство примерно через 5 лет. Пока размеры брусков оптической древесины довольно ограничены (примерно 12,5*12,5 см с толщиной около 1 см), но в будущем возможно получение более крупных плит. Из них планируется делать окна, мебель, стройматериалы, заменять стекло и пластик во множестве других сфер и областей.

Перспективные стройматериалы из Translucent WoodПерспективные стройматериалы из Translucent Wood

Также оптическая древесина должна прочно внедриться в интерьер помещений, ведь из нее можно делать интересные предметы быта и дизайна. Китайские исследователи и вовсе планируют строить из такого дерева теплицы, которые наверняка произведут революцию на рынке. В ближайшем будущем материал займет место в нашей жизни, сделав ее более красивой и комфортной.

Антисептик

Этот материал защищает древесину от различных бактерий, грибков, плесени, мхов, лишайников. Нанесение антисептика не образует пленки на поверхности древесины. При этом использование антисептика — обязательное условие при первичной обработке древесины, даже при внутренних работах.

Естественно, перед нанесением состава древесину надо тщательно очистить от старой краски или лака. Так как антисептик имеет жидкую структуру, наносить его удобно кисточкой, тщательно обрабатывая все углубления.

Пропитка

Данный лессирующий состав придает древесине различные свойства. Различают:

  • антибактериальную пропитку
  • водоотталкивающий состав
  • пропитку, обеспечивающую защиту от насекомых и грызунов
  • тонирующую пропитку

Пропитку древесины проводят двумя способами: в горячехолодных ваннах или под давлением. В домашних условиях удобнее использовать первый способ. Для этого деревянную деталь вначале опускают в подогретую пропитку, потом в холодную. Благодаря перепаду температур и обеспечиваются уникальные свойства материала.

Рейтинг
( 1 оценка, среднее 5 из 5 )
Загрузка ...