wenn Timothee Boitouzet studierte Architektur in Japan, wo Gebäude Erdbeben überleben müssen, und verstand, dass das nächste intelligente Material das sein könnte, was Menschen seit Tausenden von Jahren verwenden: Holz.
"In Frankreich bauen wir mehr mit Beton und Stein als mit Holz"sagte er. „Als ich mit der japanischen Baukultur in Kontakt kam, verstand ich, wie man fantastische Strukturen aus Holz baut. Dieses Material, das wir für alles andere als innovativ halten, ist wirklich super schlau. Das wahre Material der Zukunft. Das hat mich an das transparente und erweiterte Holzprojekt gebunden. "
Im Jahr 2016 wurde Boitouzet in Frankreich gegründet woodoo, ein Materialwissenschaftsunternehmen mit Sitz in Paris. Woodoo modifiziert Holz, um ihm neue Eigenschaften zu verleihen. Ziel ist es, die Bauindustrie zu verändern, indem beispielsweise Stahl durch Holz ersetzt wird.
Im Gegensatz zu anderen Baumaterialien wie Stein oder Zement, die Sand enthalten, ist Holz ein nachwachsender Rohstoff, der es zu einem nachhaltigen Baumaterial macht, sagte er. Boitouzet.
Wir verwalten Bäume intelligent
Mehr mit Bäumen zu bauen bietet sowohl eine Chance als auch eine Verantwortung. Die Gelegenheit besteht darin, zur Eindämmung des großen COXNUMX-Fußabdrucks des Bausektors beizutragen, der den Klimawandel beschleunigt. Ein kürzlich veröffentlichter Bericht des World Green Building Council Schätzungen zufolge stammen 11% der weltweiten Kohlenstoffemissionen aus Baumaterialien und -prozessen über den gesamten Lebenszyklus des Gebäudes. Da Bäume Kohlenstoff enthalten, ist die Verwendung von Holz in Gebäuden eine Möglichkeit, Kohlenstoff zu speichern. Wenn Sie Augmented Wood zu einem Material der Zukunft machen möchten, müssen Sie die Verwendung von Bäumen mit Bedacht handhaben und darauf achten, dass mehr Exemplare gepflanzt werden (und viele), als für den Bau benötigt werden.
Transparentes Holz, ein Wendepunkt in den Materialien
Durch die Extraktion von Lignin aus Holz, einer Substanz, aus der die Zellwände bestehen, und die Ersetzung durch eine bestimmte Art von Polymer wird Holz zu einem neuen transparenten Material. „Es ist wetterfest, feuerfester und drei- bis fünfmal stärker. Und dann ist es transparent “, sagt Boitouzet.
Unterschätzen Sie diese Eigenschaft nicht: Dank der Eigenschaften des Polymers, das Lignin ersetzt, gelangt Licht durch das Holz und eröffnet eine Welt möglicher Anwendungen.
Augmented Reality, "Augmented" Holz
Bisher haben die Automobilhersteller das größte Interesse an transparentem Holz gezeigt.
Derzeit durch ein Projekt namens Woodoo Augmented Wood, Das Unternehmen arbeitet in Zusammenarbeit mit Industriepartnern an der Integration von Elektronik in sein „Touch“-Holz. Das Material der Zukunft, das Licht durchlässt, wird ein integraler Bestandteil bestimmter „taktiler Armaturenbretter“ in Autos sein, in denen Bedienelemente und Anzeigen integriert sein werden.
Woodoo sieht in der Automobilindustrie ein Tor zur Markteinführung seiner Produkte und führt leichtere Holzprodukte ein, die weniger Emissionen verursachen als herkömmliche Paneele.
Boitouzet ist nicht der einzige, der von den Möglichkeiten des Holzes begeistert ist. Lars BerglundDer Professor für Holz und Verbundwerkstoffe am KTH Royal Institute of Technology in Schweden hat festgestellt, dass transparente und widerstandsfähige Hölzer vielfältig eingesetzt werden können.
"Es ist ein Bereich, der viel Kreativität braucht, um innovativ zu sein, weil die Menschen seit Hunderten von Jahren an der Holztechnologie arbeiten", sagte Berglund.
Während andere Forschungen hauptsächlich versucht haben, seine Mängel wie die Empfindlichkeit gegenüber Wasser zu beheben, haben er und sein Team sich auf andere Eigenschaften konzentriert. Ihr Fokus liegt auf der Verwendung von klarem Holz für technische Anwendungen.
Der Professor. Berglund verwendet Holz als Modell für die Nanotechnologie: Wie Boitouzet Lignin eliminiert, ein Polymer einführt und andere Technologien hinzufügt, um seine Funktionalität zu erhöhen und das Material transparent zu machen.
Die helle Decke
Die Anwendung, die derzeit von Berglunds Team untersucht wird, besteht darin, Quantenpunkte in Holz einzubetten, um Leuchtdioden (LEDs) zu erzeugen. "Die Idee ist zum Beispiel eine Holzdecke, die vollständig aufleuchtet."sagte er.
Im Gegensatz zu einem Punktlicht ist das Licht des transparenten Holzes diffus, natürlicher und angenehmer zu beobachten, sagt prof. Berglund. Quantenpunkte sind eine Ansammlung von wenigen Nanometern breiten Halbleiteratomen, die bei Bestrahlung mit UV-Licht leuchten.
Diese Paneele sind nur eine von vielen möglichen Anwendungen für transparentes Holz als Material der Zukunft.
Holz kann auch die Basis für elektrochrome Fenster bilden. „Intelligente Fenster“, die das Licht blockieren können, wenn Strom durchgelassen wird.
Holzbatterien
Berglund glaubt, dass dieses Holz der neuen Generation auch im Energiesektor eingesetzt werden kann. "Wir können den Wirkungsgrad (von Solarzellen) verbessern, weil sie durch die Streuung des Lichts (im Holz) einen längeren Weg zurücklegen. Mit anderen Worten, Sie können mehr Energie absorbieren."sagte er.
Die Verwendung eines Phasenwechselmaterials anstelle eines Polymers als Ersatz für das Lignin macht Holz zu einem Energiespeicher. Tagsüber kann diese "Holzbatterie" Wärme aufnehmen, nachts kristallisiert das Phasenwechselmaterial bei kühlen Temperaturen und gibt Wärme ab.
Die Herausforderung: Skalierbarkeit und Umgebung
"Wie gehen Sie von der Verarbeitung im Labor, in dem Sie die Kontrolle über Ihre Nanostruktur haben, zu etwas über, das im industriellen Maßstab durchgeführt werden kann?" fragt prof. Berglund. Skalierbarkeit und die Suche nach Geschäftspartnern sind in der Regel ein Problem bei jeder Neuentwicklung, und transparentes Holz ist keine Ausnahme.
Eine weitere wichtige Aufgabe ist es, Augmented Wood noch ökologischer zu machen. Eine Möglichkeit, dies zu tun, besteht darin, so viel Lignin wie möglich zu behalten, anstatt es zu verwerfen. "Wenn Sie es entfernen, fügen Sie einen chemischen Schritt hinzu, der Energie kostet und Lösungsmittel benötigt.", sagt Berglund.
Deshalb konzentriert sich sein Team auf die Verwendung eines umweltfreundlicheren Polymers in den Materialien. „Bisher wurden solche auf Erdölbasis verwendet, um das Holz besser zu binden, aber jetzt arbeiten wir mit einem biobasierten Polymer.“
