خشب شفاف يمتص الحرارة نهاراً ويطلقها ليلاً

الخشب الشفاف يتم تصنيعه عن طريق إزالة مكون ممتص للضوء يسمى اللجنين من جدران خلايا الخشب، وإضافة بوليمر يسمى البولي إيثيلين جليكول.

تمكنت مجموعة من الباحثين بالسويد من اختراع خشب شفاف يشترك مع الزجاج في خاصية نقل الضوء، ويفوقه في امتصاص الحرارة نهاراً وإطلاقها ليلاً، مما يساعد في توفير تكاليف الطاقة.

• في حجم عقلة الإصبع.. باحثون يبتكرون أصغر مختبر تحاليل طبية

وعرض الفريق البحثي الذي تقوده الدكتورة سيلين مونتاناري من المعهد الملكي للتكنولوجيا، نتائج بحثهم الخميس، في الاجتماع والمعرض الوطني للجمعية الكيميائية الأمريكية "ACS" لربيع 2019.

ووفقاً لدراسة بحثية حول الاختراع نشرتها دورية الجزيئات الكبيرة الحيوية "Biomacromolecules"، فإن النوافذ الزجاجية يمكنها نقل الضوء، بما يساعد على إضاءة المنازل، ولكنها لا تُخزن الطاقة للاستخدام عندما تغرب الشمس، وهو ما نجح الفريق البحثي في تحقيقة باستخدام الخشب الشفاف.

وشرح الباحثون آلية تصنيع هذا الخشب، حيث يتم إزالة مكون ممتص للضوء يسمى اللجنين من جدران خلايا الخشب لتقليل تشتت الضوء، ثم إضافة بوليمر يسمى البولي إيثيلين جليكول "PEG" إلى الخشب الذي تم نزع اللجنين منه.

واختير بوليمر البولي إيثيلين جليكول بسبب قدرته على تخزين الحرارة، وتقاربه الكبير مع الخشب، كما يُعرف عنه أيضاُ بأنه من المواد متغيرة الحالة "phase change materials"، والتي تعرف باسم "PCM".

وتتميز هذه المواد بأن لكل مادة منها درجة حرارة إشباع مميزة وفريدة، وهي النقطة التي تتحول عندها من الحالة الصلبة إلى السائلة، فتوجد مثلًا مواد تتحول من حالة إلى أخرى عند درجة حرارة 24 درجة مئوية ومواد أخرى عند 26 درجة مئوية أو 28 درجة مئوية.

ويتحول بوليمر البولي إيثيلين جليكول من الحالة الصلبة إلى السائلة عند درجة حرارة 80 فهرنهايت، وخلال هذه العملية يتم تخزين الطاقة، وعند برودة الطقس ليلاً تعود للحالة الصلبة، وتبدأ في إطلاق الحرارة التي تم تخزينها خلال النهار.

وقالت الدكتورة مونتاناري لـ"العين الإخبارية" إن لديهم براءة اختراع حول هذا المنتج، مملوكة الآن لشركة صناعية، ويعملون حالياً على جوانب التصنيع الخاصة بها وحل العقبات التكنولوجية.

وتتوقع نجاح تسويق هذا المنتج وتفوّقه على الزجاج الذي يستخدم على نطاق واسع في النوافذ للسماح للضوء الطبيعي بالدخول إلى المباني.

وأشارت مونتاناري إلى أن الخشب الشفاف ذا تأثير أعلى بكثير في توفير الطاقة، لأنه يتيح الضوء الطبيعي مما يساهم في تقليل كمية الإضاءة الاصطناعية ويمنع أيضًا فقدان الحرارة، بالإضافة إلى وظيفة تخزين الحرارة بسبب استخدام المواد متغيرة الحالة.