Прозрачное огнеупорное стекло из бамбука

30.05.2024

Китайские исследователи из Центрально-Южного университета лесного хозяйства и технологий разработали инновационный прозрачный материал, напоминающий стекло, на основе натурального бамбука. Это "бамбуковое стекло" отличается огнестойкостью и супергидрофобными свойствами, что делает его перспективным для использования в солнечных панелях и других приложениях.

Новый материал из бамбука предлагает экологически безопасную и высокоэффективную альтернативу традиционным стеклам и древесным материалам. Его огнестойкость, гидрофобные свойства и высокая светопропускная способность делают его перспективным для широкого спектра приложений, от строительства до солнечной энергетики.

В отличие от древесных аналогов, бамбуковое стекло обладает повышенной устойчивостью к огню. В испытаниях оно пропускало 71,6% света, что увеличивало эффективность преобразования солнечной энергии до 15,29%. Бамбук является быстрорастущим растением, поглощающим больше CO?, чем деревья, что делает его более экологически чистым ресурсом для производства новых материалов.

Традиционное стекло изготавливается из кремнезема и используется в промышленности уже тысячи лет. В 2020 году спрос на кварцевое стекло превысил 130 миллионов тонн. Однако его производство связано с большими выбросами парниковых газов и высоким углеродным следом. Поэтому поиск экологически безопасных альтернатив становится все более актуальным.

Деревянные прозрачные материалы, которые недавно получили популярность, имеют свои недостатки. Несмотря на хорошие механические и теплоизоляционные свойства, древесина требует значительных ресурсов. Прогнозы указывают на существенный дефицит промышленной древесины к 2050 году, даже с учетом плантаций. Кроме того, полимеры, используемые для придания древесине прозрачности, делают ее легковоспламеняющейся.

Исследователи решили эту проблему, выбрав бамбук в качестве основы для нового прозрачного материала. Бамбук растет и регенерируется значительно быстрее деревьев, и его можно использовать в строительстве уже через 4-7 лет после посадки. Он в четыре раза продуктивнее древесины по урожайности и называется "вторым лесом" за свою высокую производительность.

Чтобы создать прозрачное стекло из бамбука, ученые использовали его природные свойства. Вакуумной пропиткой они внедрили неорганический жидкий силикат натрия (Na2O-nSiO3) в структуру бамбука после удаления лигнина. Затем материал прошел гидрофобную обработку, образовав трехслойный огнестойкий барьер.

В ходе испытаний выяснилось, что бамбуковое стекло воспламеняется за 116 секунд и выделяет всего 0,7 МДж/м2 тепла, что значительно лучше показателей обычной древесины, которая воспламеняется за 5-30 секунд. Новый материал также имеет улучшенные механические свойства, такие как прочность на изгиб и растяжение.

Бамбуковое стекло показало отличные результаты в солнечных панелях, благодаря высокой светопропускной способности. В дальнейшем ученые планируют сосредоточиться на крупномасштабном производстве и исследовании многофункциональности этого материала.

<< Назад: Глянцевый WOLED-монитор Asus ROG Strix OLED XG27AQDMG 31.05.2024

>> Вперед: Электрический трейловый велосипед McLaren 30.05.2024

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Лабораторная модель прогнозирования землетрясений 30.11.2025

Предсказание землетрясений остается одной из самых сложных задач геофизики. Несмотря на развитие сейсмологии, ученые все еще не могут точно определить момент начала разрушительного движения разломов. Недавние эксперименты американских исследователей открывают новые горизонты: впервые удалось наблюдать микроскопические изменения в контактной зоне разломов, которые предшествуют землетрясению. Группа под руководством Сильвена Барбота обнаружила, что "реальная площадь контакта" - участки, где поверхности разлома действительно соприкасаются - изменяется за миллисекунды до высвобождения накопленной энергии. "Мы открыли окно в сердце механики землетрясений", - отмечает Барбот. Эти изменения позволяют фиксировать этапы зарождения сейсмического события еще до появления традиционных сейсмических волн. Для наблюдений ученые использовали прозрачные акриловые материалы, через которые можно было отслеживать световые изменения в зоне контакта. В ходе искусственного моделирования примерно 30% ко ...>>

Музыка как естественный анальгетик 30.11.2025

Ученые все активнее исследуют немедикаментозные способы облегчения боли. Одним из перспективных направлений становится использование музыки, которая способна воздействовать на эмоциональное состояние и когнитивное восприятие боли. Новое исследование международной группы специалистов демонстрирует, что даже кратковременное прослушивание любимых композиций может значительно снижать болевые ощущения у пациентов с острой болью в спине. В эксперименте участвовали пациенты, обратившиеся за помощью в отделение неотложной помощи с выраженной болью в спине. Им предлагалось на протяжении десяти минут слушать свои любимые музыкальные треки. Уже после этой короткой сессии врачи фиксировали заметное уменьшение интенсивности боли как в состоянии покоя, так и при движениях. Авторы исследования подчеркивают, что музыка не устраняет саму причину боли. Тем не менее, она воздействует на эмоциональный фон пациента, снижает уровень тревожности и отвлекает внимание, что в сумме приводит к субъективном ...>>

Алкоголь может привести к слобоумию 29.11.2025

Проблема влияния алкоголя на стареющий мозг давно вызывает интерес как у врачей, так и у исследователей когнитивного старения. В последние годы стало очевидно, что границы "безопасного" употребления спиртного размываются, и новое крупное исследование, проведенное международной группой ученых, вновь указывает на это. Работы Оксфордского университета, выполненные совместно с исследователями из Йельского и Кембриджского университетов, показывают: даже небольшие дозы алкоголя способны ускорять когнитивный спад. Команда проанализировала данные более чем 500 тысяч участников из британского биобанка и американской Программы миллионов ветеранов. Дополнительно был выполнен метаанализ сорока пяти исследований, в общей сложности включавших сведения о 2,4 миллиона человек. Такой масштаб позволил оценить не только прямую связь между употреблением спиртного и развитием деменции, но и влияние генетической предрасположенности. Один из наиболее тревожных результатов касается людей с повышенным ге ...>>

Искусственный мозговой матрикс 29.11.2025

Биоинженерия стремительно выходит за пределы традиционной работы с клетками и биоматериалами. Ученые пытаются не просто выращивать ткани, но и воссоздавать механизмы, управляющие жизнью клеток в реальном организме. Одним из наиболее амбициозных направлений стала разработка искусственных матриксов, которые могли бы подменить природную среду и дать исследователям возможность изучать работу мозга без участия биологических компонентов. На этом фоне работа специалистов Калифорнийского университета в Риверсайде представляет собой особенно заметный шаг вперед. В центре их исследования - платформа BIPORES, созданная полностью из синтетических веществ. Цель проекта заключалась в попытке смоделировать сложную, многослойную структуру внеклеточного матрикса, который в настоящем мозге обеспечивает питание, связь и организацию нервных клеток. При этом разработчики сознательно отказались от каких-либо белков, традиционно необходимых для прикрепления клеток, таких как ламинин или фибрин. Это решени ...>>

Ранняя Вселенная не была ледяной 28.11.2025

Понимание того, как формировались первые структуры во Вселенной, требует взгляда в эпохи, в которых не существовало ни звезд, ни галактик, ни привычных нам источников света. Научные группы по всему миру пытаются восстановить картину тех времен при помощи слабейших радиосигналов, оставшихся от водорода, который наполнял космос вскоре после Большого взрыва. Новые результаты, полученные на радиотелескопе Murchison Widefield Array в Австралии, неожиданным образом меняют представление об этих ранних этапах. Сразу после Большого взрыва, произошедшего около 13,8 миллиарда лет назад, пространство стремительно расширялось и остывало. Через несколько сотен тысяч лет образовался нейтральный водород, и началась так называемая эпоха тьмы, когда Вселенная была лишена источников излучения. Лишь значительно позже гравитация собрала газ в плотные области, где зародились первые звезды и ранние черные дыры, а их интенсивное излучение привело к реионизации водорода и окончательному появлению света. ...>>

Случайная новость из Архива Ультракомпактная древесина 08.08.2019 Ученые из Мэрилендского университета в Колледж-Парке открыли технологию получения нового высокофункционального структурного материала из древесины, который обладает впечатляющими свойствами. "Ультракомпактная древесина" формируется кипячением деревянного блока в водном растворе сульфита натрия с добавлением натриевой щелочи. При этом происходит частичное удаление из древесины прочных структурных полисахаридов, лигнина и гемицеллюлозы. Казалось бы, это должно ослабить ее, однако затем образец сдавливается между металлическими пластинами пресса (снова при температуре 100 °C) под давлением 5 МПа, т. е. около 50 атмосфер. Такое воздействие сминает сохранившиеся наиболее стабильные полимеры, уменьшая образец примерно на 20 процентов и делая его втрое более плотным. Эксперименты с таким материалом показали, что на растяжение он выдерживает в 11,5 раз большую нагрузку, чем необработанные образцы исходной древесины. Фактически этот показатель сравним со свойствами хорошей стали, и при этом "ультракомпактная древесина" остается намного легче нее. Но особенно эффектной оказалась демонстрация ее "пуленепробиваемых" характеристик. На видеозаписи видно, что снаряд, движущийся на скорости 30 м/с, легко прошивает обычную древесину, но задерживается слоем "ультракомпактной древесины" той же толщины. Авторы добавляют, что детальный состав раствора для получения нового материала зависит от вида исходной древесины, но в любом случае не включает в себя ни дорогих, ни опасных для окружающей среды веществ. "Ультракомактная древесина" способна стать подходящей "зеленой" альтернативой традиционным сталям для сооружения зданий и даже мостов, автомобильных кузовов и железнодорожных вагонов.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2025