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:

Ферроэлектрики научились выдерживать более 10 миллиардов циклов перезаписи 11.10.2026

Энергонезависимая память должна не только быстро записывать и сохранять информацию без постоянного питания, но и выдерживать огромное количество циклов перезаписи. Одним из перспективных вариантов такой технологии считаются ферроэлектрические материалы, однако их практическое применение долгое время ограничивалось сравнительно быстрым разрушением. Исследователям удалось установить механизм этого процесса на атомном уровне и предложить способ, который значительно увеличивает срок службы таких материалов. Работу выполнила группа ученых из Университета электронной науки и техники Сианя (Xidian University) совместно с коллегами из Гонконгского университета и Фуданского университета. Особый интерес специалистов вызвали ферроэлектрики со структурой вюрцита, в частности нитрид алюминия-скандия (AlScN). Эти материалы способны сохранять информацию благодаря изменению направления электрической поляризации на атомном уровне и хорошо совместимы с современными технологиями производства микросхем ...>>

Электромобиль VENTRA с системой очистки воздуха 11.10.2026

Даже автомобили без двигателя внутреннего сгорания не являются полностью безвредными для окружающей среды. При движении любой автомобиль изнашивает шины и тормозные элементы, в результате чего в воздух и на дорожное покрытие попадают мельчайшие частицы. Студенты Эйндховенского технологического университета решили обратить внимание именно на этот мало заметный источник загрязнения и создали концептуальный электромобиль VENTRA, способный собирать часть таких загрязняющих веществ непосредственно во время движения. Проект разработала команда TU/ecomotive, которая оснастила VENTRA специальной системой улавливания частиц, образующихся при износе шин и торможении. Авторы концепта считают, что переход на электрическую тягу сам по себе не решает проблему автомобильных выбросов. Более тяжелые электромобили дополнительно нагружают шины, а их электродвигатели способны обеспечивать очень быстрое ускорение, что также может способствовать повышенному износу резины. Собранные около колес частицы си ...>>

Лазерное переключение магнитов 10.10.2026

Технологии хранения данных постоянно стремятся уменьшить размеры элементов памяти и одновременно увеличить скорость записи информации. Один из возможных путей связан с использованием света, который способен переносить энергию с огромной скоростью и воздействовать на очень небольшие области материала. Инженеры Университета Калифорнии в Сан-Диего (UC San Diego) продемонстрировали необычный способ управления магнитным состоянием вещества, при котором внешнее магнитное поле вообще не требуется. В обычных жестких дисках информация записывается в виде последовательности крошечных магнитных областей, соответствующих значениям 1 и 0. Для изменения их состояния обычно необходимо внешнее магнитное поле, однако такой способ требует значительных энергетических затрат и ограничивает скорость записи. Исследователи UC San Diego предложили альтернативу - так называемое оптическое переключение, при котором магнитное состояние изменяется под воздействием лазерного излучения. По оценкам специалистов, ...>>

Наушники Neurable One с мониторингом концентрации и усталости мозга 10.10.2026

Современные наушники постепенно превращаются из обычного аудиоустройства в персональный электронный помощник. Они уже умеют подавлять окружающий шум, анализировать качество звука и отслеживать некоторые параметры физического состояния человека. Американская компания Neurable пошла еще дальше и предложила использовать наушники для оценки активности мозга, чтобы определить, насколько человек сосредоточен, испытывает умственное напряжение или начинает уставать. Новая модель получила название Neurable One и оснащена 12 датчиками, способными регистрировать электрическую активность мозга. В основе технологии лежит электроэнцефалография, или EEG, применяемая для фиксации электрических сигналов, возникающих при работе нервной системы. Датчики размещены во внутренних накладках наушников и начинают получать информацию сразу после того, как пользователь надевает устройство. Затем специальное приложение анализирует полученные данные и оценивает текущее состояние человека. Разработчики предус ...>>

Климатический кризис меняет питание детей и влияет на их здоровье 09.10.2026

Когда говорят о влиянии климатических изменений на здоровье человека, чаще всего вспоминают экстремальную жару, наводнения, засухи или лесные пожары. Однако последствия глобального потепления могут проявляться гораздо менее заметно. Один из таких механизмов связан с продовольствием: изменения климата способны влиять на урожайность, стоимость продуктов и их доступность, а через это - на качество питания детей. Особое значение эта проблема приобретает в первые годы жизни. Дети в возрасте до пяти лет особенно чувствительны к недостатку необходимых питательных веществ, поскольку именно в этот период питание и окружающая среда тесно связаны с ростом организма, развитием и формированием иммунной системы. Если полноценная пища становится менее доступной, последствия могут проявляться не сразу, но отражаться на здоровье ребенка в дальнейшем. Бразильские исследователи попытались определить, где подобные проблемы могут пересекаться с климатическими факторами. Для этого специалисты разработ ...>>

Случайная новость из Архива Измерение темной энергии 19.08.2023 Исследователи астрофизического факультета Кембриджского университета представили новый способ измерения таинственной темной энергии - гипотетической формы энергии, предполагаемой ответственной за ускоренное расширение Вселенной. Вместо изучения галактик ранних этапов Вселенной, ученые обратили внимание на движение Млечного Пути и Андромеды, двух соседних галактик, которые непосредственно сближаются друг с другом. Эти две гигантские галактики приближаются друг к другу и находятся на пути к будущему столкновению. Под воздействием гравитационных сил сближения они будут медленно начинать вращаться вокруг общего центра масс, и каждое полное обращение займет около 20 миллиардов лет. Однако задолго до завершения этого цикла, примерно через пять миллиардов лет, Млечный Путь и Андромеда начнут сливаться. Согласно проведенным исследованиям, в этом процессе на галактики будут действовать силы, действующие в разных направлениях. Гравитация будет сближать их, как предсказывает теория Эйнштейна, но возможная темная энергия также должна оказывать противодействие. Ученые разработали модель, основанную на массах галактик и их орбитах, чтобы установить верхний предел космологической постоянной. Эта модель представляет собой наиболее простое описание темной энергии. Исследование показало, что существующие погрешности могут вызвать показания, превышающие значение, полученное с использованием данных наблюдений за далекими сверхновыми, вплоть до пяти раз. Необходимо отметить, что текущая степень погрешности оценки остается достаточно высокой. Этот подход был представлен скорее как демонстрация метода, который требует дальнейшего совершенствования. Исследователи предполагают, что современные космические телескопы NASA могут значительно повысить точность измерений масс и траекторий галактик, а также снизить уровень погрешности. Помимо этого, предложенный метод может быть применен для анализа сближения других галактик. Все вместе, различные подходы к измерениям могут помочь подтвердить существование таинственной темной энергии и исследовать ее природу.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2026