Kayu Teknologi Tinggi Revolusioner Menurunkan Suhu Bangunan 10°C dan Mengurangi Biaya Pendingin 60%
- Jenis kayu baru memantulkan sinar matahari dan menolak panas berlebih.
- Kekuatan mekanis per berat dari kayu baru ini 3 kali lebih kuat dari baja.
- Ini bisa menurunkan suhu bangunan hingga 10°C, menghemat 60% biaya pendingin.
Di Amerika Serikat, bangunan menyumbang hampir 70% penggunaan listrik, menghasilkan tagihan energi nasional tahunan lebih dari $430 miliar. Pendingin dan pemanas saja menyumbang 48% penggunaan energi ini.
Menurut hukum termodinamika ke-2, pendingin lebih sulit dari pemanasan. Sejauh ini, ilmuwan telah menemukan berbagai teknik tentang bagaimana menangani produksi beton dan baja serta berbagai skema pendingin pasif untuk mengurangi biaya pendingin.
Sekarang, peneliti di University of Maryland dan University of Colorado telah menemukan satu solusi yang tampaknya mengelola semuanya menggunakan bahan kayu yang memantulkan sinar matahari dan menolak panas berlebih.
Membuat Kayu Baru
Sebagian besar bahan menyerap panas dan memancarkannya sebagai foton inframerah (IR) dekat. Foton-foton ini kemudian diserap oleh molekul udara di sekitarnya, yang membuat daerah menjadi panas. Dalam beberapa tahun terakhir, ilmuwan telah mengembangkan cat dan plastik film yang menangkap panas dan memancarkannya pada panjang gelombang IR tengah yang lebih lama. Dalam hal ini, foton melemparkan panas mereka ke ruang angkasa dalam, dan karena udara tidak menyerap panjang gelombang ini, daerah sekitar tetap dingin.
Alih-alih menggunakan cat atau lembar plastik, tim penelitian mencoba meniru perilaku semacam itu pada bahan kayu. Kayu terdiri dari dua elemen utama:
- Selulosa yang membentuk struktur seperti serat panjang
- Lignin yang bertindak seperti perekat yang memegang serat serat bersama.
Referensi: ScienceMag | DOI:10.1126/science.aau9101 | University of Maryland
Lignin secara kuat memancarkan foton IR, oleh karena itu peneliti memilih untuk menghilangkan elemen ini dari kayu. Untuk melakukan ini, mereka merendam kayu dalam larutan peroksida hidrogen. Mereka kemudian menekan kayu yang telah diolah kimia yang mengarah pada pembentukan jaring ikatan hidrogen yang padat.
Ini menghasilkan bahan yang 8 kali lebih kuat dari kayu alami. Faktanya, kekuatan mekanis per berat dari bahan baru ini lebih dari 3 kali lebih kuat dari baja. Uji gores membuktikan bahwa kayu tidak mudah rusak sementara uji tekanan menunjukkan bahwa ia dapat menahan lebih banyak beban dari kayu alami.
Efisiensi
Dengan menghilangkan lignin, kayu berubah putih, memantulkan hampir semua sinar masuk. Meskipun ia tidak menolak panas dengan seefisien lembar plastik, ini bisa sangat memberikan perbedaan besar.
Sampel kayu baru | Kredit: UMD
Jika dipasang pada eksterior bangunan, kayu bisa menurunkan suhu hingga 10°C, menghemat 60% biaya pendingin. Apa yang lebih mengesankan lagi adalah nanoteknologi sepenuhnya didasarkan pada 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 tidak tahan lama dari bahan atap standar, seperti aspal shingles. Selain itu, ini bisa mahal dan penghematan energi potensial mungkin tidak menanggung biaya.
