Un morceau de bois transparent est affiché. Crédit :Céline Montanari
Depuis son introduction en 2016, Le bois transparent a été développé par des chercheurs du KTH Royal Institute of Technology en tant que matériau structurel innovant pour la construction de bâtiments. Il laisse passer la lumière naturelle et peut même stocker de l'énergie thermique.
La clé pour faire du bois un matériau composite transparent est d'en extraire la lignine, le principal composant absorbant la lumière du bois. Mais les pores vides laissés par l'absence de lignine doivent être remplis de quelque chose qui redonne de la force au bois et laisse passer la lumière.
Dans les versions antérieures du composite, des chercheurs du Wallenberg Wood Science Center de KTH ont utilisé des polymères fossiles. Maintenant, les chercheurs ont testé avec succès une alternative écologique :l'acrylate de limonène, un monomère à base de limonène. Ils ont communiqué leurs résultats dans Sciences avancées .
"Le nouvel acrylate de limonène il est fabriqué à partir d'agrumes renouvelables, tels que les déchets d'écorces valorisables de l'industrie du jus d'orange, " dit l'auteur principal, doctorat étudiante Céline Montanari.
Un extrait issu de la production de jus d'orange est utilisé pour créer le polymère qui redonne au bois délignifié sa résistance et laisse passer la lumière.
Le nouveau composite offre une transmittance optique de 90 pour cent à une épaisseur de 1,2 mm et un voile remarquablement faible de 30 pour cent, rapportent les chercheurs. Contrairement à d'autres composites de bois transparent développés au cours des cinq dernières années, le matériau développé chez KTH est destiné à un usage structurel. Il présente des performances mécaniques élevées :avec une résistance de 174 MPa (25,2 ksi) et une élasticité de 17 GPa (ou environ 2,5 Mpsi).
Les versions précédentes du bois transparent développé chez KTH, la gauche, sont vus avec les dernières, type plus translucide développé avec des dérivés d'agrumes. Crédit :Céline Montanari
Pourtant tout le long, la durabilité a été une priorité pour le groupe de recherche, dit le professeur Lars Berglund, le chef du département de technologie des fibres et des polymères du KTH.
"Le remplacement des polymères d'origine fossile a été l'un des défis que nous avons eu à faire du bois transparent durable, " dit Berglund.
Les considérations environnementales et la chimie dite verte imprègnent l'ensemble de l'ouvrage, il dit. Le matériau est fabriqué sans solvants, et tous les produits chimiques sont dérivés de matières premières biosourcées.
Les nouvelles avancées pourraient permettre un éventail d'applications encore inexploré, comme dans la nanotechnologie du bois, dit Berglund. Les possibilités incluent des fenêtres intelligentes, bois pour le stockage de chaleur, bois qui a une fonction d'éclairage intégrée, même un laser en bois.
"Nous avons regardé où va la lumière, et que se passe-t-il quand il frappe la cellulose, " dit Berglund. " Une partie de la lumière traverse directement le bois, et rend le matériau transparent. Une partie de la lumière est réfractée et dispersée sous différents angles et donne des effets agréables dans les applications d'éclairage."
L'équipe travaille également avec le groupe de photonique de Sergei Popov au KTH pour explorer encore plus les possibilités de la nanotechnologie.
