这种工程木材将热量散发到太空,可能会降低冷却成本

这种工程木材将热量散发到太空,可能会降低冷却成本

一种可以降低冷却成本的新木材样品。

马里兰大学
这种工程木材将热量散发到太空,可能会降低冷却成本

美国西南部的家庭每年花费大约400美元来冷却家园,大约是全国平均水平的两倍。 现在,一种向太空辐射热量的新型木材可以提供一些缓解。 如果在建筑物的外部使用,例如在壁板和屋顶中,材料可能会使建筑物的温度降低10°C,并降低冷却成本高达60%。

“这只是出色的工作,”在科瓦利斯俄勒冈州立大学专攻木材科学的化学家约翰西蒙森说。 然而,他说,新木材价格昂贵,潜在的节能可能无法抵消价格。

当大多数材料升温时,它们会将这些热量作为近红外(IR)光的光子发出。 光很容易被周围空气中的分子吸收,捕获热量并保持房屋,例如热。 但是在过去的两年里,研究人员设计了和 ,它们吸收热量并在更长的中红外波长处重新发射能量,而空气不能吸收这些能量。 如果向天空发射,这些光子不受阻碍地通过并将能量转移到深空。 但是为了在建筑物中使用这些材料,工程师需要将屋顶或壁板材料与塑料层压在一起或使用发热涂料。

为了确定是否可以将相同的属性设计到建筑物的结构中,马里兰大学帕克分校的材料科学家Liangbing Hu看着木材。 木材由三种主要成分组成:纤维素和半纤维素,形成长的稻草状结构;木质素,作为将秸秆束保持在一起的胶水。 木质素是红外光的强烈发光体,因此胡和他的同事知道他们不得不放弃它。

研究人员采用了简单的化学方法。 他们将椴木浸泡在过氧化氢溶液中,过氧化氢溶液通常将长木质素分子切成小片段。 碎片扩散出溶液并可以洗掉。 然后,该团队使用热压机,一种用于制造木质复合材料的工业虎钳,将剩余的纤维素和半纤维素组分压缩在一起。 结果是一种工程木材,其强度是天然木材的八倍。

新木材不仅仅是强大的。 剥离木质素,它变成白色,几乎反射所有入射光。 这种新型复合材料还可以吸收周围环境的热量,并将其作为中红外光再次辐射。 研究人员今天在“ 科学”杂志上报道说,这使材料能够 。 木材不会像塑料薄膜那样散热。 胡说,但触摸起来仍然很酷,可能会产生很大的影响。

该团队计算,如果将这种材料应用于美国西南部沙漠的建筑物外部或其他同样温暖的气候,则被动冷却效应可将空调成本降低多达60%。 这些材料还可以在空调不太常见的发展中国家提供受欢迎的救济。

尽管听起来很有希望,西蒙森警告说,这种缓解可能并不容易。 对于初学者来说,木材不经常用于屋顶。 它易燃,不如沥青瓦或其他标准屋顶材料耐用。 在寒冷的气候条件下使用冷却木材到侧面建筑物也没有意义,因为这会增加冬季家庭供暖的成本。

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