Прозрачный бамбук: огнестойкая и водоотталкивающая альтернатива стеклу

Фото: Журнал Research

Учёные из Китая разработали инновационный материал — прозрачный бамбук, который может стать устойчивой альтернативой стеклу. Этот новый материал не только прозрачен, но и обладает высокой устойчивостью к воде, огню и даже подавляет дым.

Сегодня стекло остаётся основным материалом для строительства прозрачных конструкций, таких как окна, но оно тяжёлое, хрупкое и не всегда прочное. В последние годы учёные стремились создать альтернативные материалы, такие как прозрачная древесина. Однако она подвержена возгоранию и имеет ограниченные запасы, поскольку деревья растут медленно. В поисках более эффективного решения команда исследователей из Центрального южного университета лесного хозяйства и технологий (CSUFT) обратила внимание на бамбук.

«Бамбук, часто называемый «вторым лесом», растёт быстрее и восстанавливается быстрее, чем древесина, достигая зрелости всего за 4–7 лет», — объясняет ведущий исследователь Цайчао Ван. Бамбук даёт в четыре раза больше урожая на акр по сравнению с деревом, что делает его особенно эффективным ресурсом.

Процесс создания прозрачного бамбука схож с методом обработки древесины: после удаления лигнина, ответственного за непрозрачность, материал пропитывают силикатом натрия, который изменяет преломление света, делая его прозрачным. Дополнительная обработка придаёт бамбуку водоотталкивающие свойства.

Конечный продукт — это трёхслойная структура, состоящая из слоёв силана, диоксида кремния и силиката натрия. Такой бамбук пропускает до 71,6% света, огнестоек, водонепроницаем и блокирует дым. С механической точки зрения, он обладает высокой прочностью: модуль изгиба достигает 7,6 ГПа, а модуль растяжения — 6,7 ГПа.

Прозрачный бамбук может использоваться не только в строительстве, но и в качестве подложки для солнечных панелей, улучшая эффективность преобразования солнечной энергии на 15,29%. Исследователи планируют продолжить работу над масштабным производством этого материала и расширением его функциональных возможностей.

Результаты исследования опубликованы в журнале Research.
Источник: ecosphere.press