O echipă de cercetători de la Northeast Forestry University din China a dezvoltat un material compozit pe bază de lemn și celuloză care combină estetica colorată cu performanțe remarcabile de răcire radiativă diurnă (DRC). Noul compozit ar putea revoluționa industria construcțiilor sustenabile, reducând drastic consumul energetic pentru climatizare, fără a compromite aspectul estetic al fațadelor.
Publicat recent în prestigioasa revistă Carbohydrate Polymers, studiul propune o soluție bio-bazată, degradabilă și scalabilă, derivată integral din resurse forestiere regenerabile – o veste excelentă pentru sectorul forestier românesc și european.
De ce contează răcirea radiativă?
În contextul crizei climatice și al creșterii prețurilor la energie, răcirea pasivă a devenit o prioritate globală. Tehnologia DRC permite materialelor să reflecte peste 90% din radiația solară și să emită căldura acumulată direct în spațiul cosmic prin „fereastra atmosferică” (8-13 μm), fără niciun consum de electricitate.
Potrivit estimărilor, climatizarea reprezintă circa 20% din consumul global de electricitate în clădiri. Materialele albe sau argintii existente rezolvă problema eficienței, dar sunt inestetice și pot genera poluare luminoasă. Noua invenție rezolvă această dilemă prin culori structurale naturale.
Cum funcționează materialul „magic”?
Cercetătorii au folosit o strategie ierarhică ingenioasă:
- Baza din lemn delignificat — Lemnul este tratat pentru eliminarea ligninei, păstrând scheletul de celuloză. Prin presare la cald, devine un strat alb, dur, cu reflexie difuză excelentă și rezistență mecanică superioară.
- Strat superior fotonic colorat — Nanocristale de celuloză (CNC) extrase din pastă de lemn moale, combinate cu xilan, se auto-asamblează în structuri chirale care generează culori vibrante prin interferență – fără pigmenți chimici toxici. Culorile sunt tunabile pe întreg spectrul vizibil.
- Tratament hidrofob — Un strat subțire de PDMS (polidimetilsiloxan) face materialul rezistent la apă și intemperii, fără a afecta performanța de răcire.
Rezultatele sunt impresionante: reflectivitate solară de până la 95%, emisivitate în fereastra atmosferică de 93%, răcire outdoor de 4,3°C sub temperatura ambient (față de 2,1°C pentru filmul CNC pur). Cercetătorii au demonstrat chiar pattern-uri decorative, cum ar fi literele „CNC” imprimate pe lemn, care rămân funcționale ca elemente de răcire.
Avantaje pentru România și industria lemnului
Materialul este 100% bio-bazat, ușor degradabil și valorifică resurse lemnoase locale – un potențial imens pentru pădurile românești și lanțurile de producție existente. Spre deosebire de alte soluții DRC, compozitul oferă rezistență mecanică ridicată, flexibilitate și aderență excelentă, fiind potrivit pentru fațade, acoperișuri sau elemente arhitecturale exterioare.
„Acest compozit bilayer combină avantajele lemnului natural cu proprietățile fotonice ale celulozei, deschizând calea către clădiri cu consum energetic aproape zero și design modern”, subliniază autorii conduși de Biyao Sun.
Context global: Lemnul, un aliat al răcirii pasive
Studiul se înscrie într-o tendință mai amplă. Cercetări anterioare, precum cele publicate în Science (2019) și Nano Letters, au demonstrat deja potențialul lemnului delignificat pentru răcire structurală, cu economii energetice estimate între 20% și 60% în clădiri, mai ales în zone cu climă caldă și uscată. Noutatea adusă de echipa chineză constă tocmai în integrarea culorilor structurale, eliminând principala barieră estetică.
Perspective
Deși cercetarea este încă la nivel de laborator, scalabilitatea procesului (delignificare + auto-asamblare CNC) sugerează posibilități de producție industrială la costuri competitive. Pentru România, care deține un important fond forestier, astfel de inovații pot genera valoare adăugată ridicată prin transformarea lemnului în material high-tech pentru construcții verzi.
Sursă principală: Biyao Sun et al., „Cellulose based hierarchical structural colored wood composite material for daytime radiative cooling”, Carbohydrate Polymers, Volume 372, 15 ianuarie 2026, 124563. Link ScienceDirect
