Lebih Kuat Dari Baja, Kayu Berteknologi Tinggi Terbaru Dapat Mendinginkan Bangunan

• Jenis kayu baru memantulkan sinar matahari dan memancarkan panas berlebih.
• Kekuatan mekanik per berat kayu baru ini 3 kali lebih kuat dari baja.
• Dapat menurunkan suhu gedung hingga 10°C, memangkas 60% biaya pendinginan.

Di Amerika Serikat, bangunan menyumbang hampir 70% dari penggunaan listrik, menghasilkan tagihan energi nasional tahunan lebih dari $430 miliar. Pendinginan dan pemanasan saja menyumbang 48% dari penggunaan energi ini.

Menurut hukum 2 termodinamika, pendinginan lebih menantang daripada pemanasan. Sejauh ini, para ilmuwan telah menemukan berbagai teknik tentang cara menangani produksi beton dan baja serta berbagai skema pendinginan pasif untuk mengurangi biaya pendinginan.

Sekarang, para peneliti di University of Maryland dan University of Colorado telah menemukan solusi tunggal yang tampaknya mengelola segala sesuatu menggunakan bahan kayu yang memantulkan sinar matahari dan memancarkan panas berlebih.

Membuat Kayu Baru

Sebagian besar bahan menyerap panas dan memancarkannya sebagai foton inframerah-dekat (IR). Foton ini kemudian diserap oleh molekul udara di sekitarnya, yang membuat area tersebut menjadi panas. Dalam beberapa tahun terakhir, para ilmuwan telah mengembangkan cat dan film plastik yang menangkap panas dan memancarkannya pada panjang gelombang IR menengah yang lebih panjang. Dalam hal ini, foton membuang panasnya ke luar angkasa, dan karena udara tidak menyerap panjang gelombang ini, area di sekitarnya tetap dingin.

Alih-alih menggunakan cat atau lembaran plastik apa pun, tim peneliti mencoba meniru perilaku seperti itu pada bahan kayu. Kayu terdiri dari dua elemen utama:

1. Selulosa yang membentuk struktur panjang seperti jerami
2. Lignin yang berperilaku seperti perekat yang menyatukan untaian jerami.

Referensi:ScienceMag | DOI:10.1126/science.aau9101 | Universitas Maryland

Lignin memancarkan foton IR dengan kuat, sehingga peneliti memilih untuk menghilangkan elemen ini dari kayu. Untuk melakukan ini, mereka merendam kayu dalam larutan hidrogen peroksida. Mereka kemudian memampatkan kayu yang diolah secara kimia yang mengarah pada pembentukan ikatan ikatan hidrogen yang padat.

Hal ini menghasilkan material yang 8 kali lebih kuat dari kayu alami. Faktanya, kekuatan mekanik per berat material baru ini lebih dari 3 kali lebih kuat dari baja. Uji gores membuktikan bahwa kayu tidak mudah rusak sedangkan uji tekan menunjukkan bahwa kayu dapat menahan beban lebih berat daripada kayu alami.

Efisiensi

Dengan menghilangkan lignin, kayu menjadi putih, memantulkan hampir semua sinar yang masuk. Meskipun tidak memancarkan panas seefisien lembaran plastik, itu benar-benar bisa membuat perbedaan besar.

Contoh kayu baru | Kredit:UMD

Jika dipasang pada eksterior bangunan, kayu dapat menurunkan suhu hingga 10°C, memangkas 60% biaya pendinginan. Yang lebih mengesankan adalah nanoteknologi hanya berbasis kayu; tidak ada komponen lain (seperti polimer) yang terlibat.

Baca:Sistem Pendingin Canggih Untuk Komputer dan Baterai

Namun, kayu baru mudah terbakar dan jauh lebih tahan lama dibandingkan bahan atap standar, seperti sirap aspal. Selain itu, biayanya bisa mahal dan potensi penghematan energi mungkin tidak dapat mengimbangi pengeluaran.