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なんと！木材から透明なガラスのような素材を作り出すことに成功（米研究）
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なんと！木材から透明なガラスのような素材を作り出すことに成功（米研究）
2020年10月07日 ι コメント(35) ι 知る ι サイエンス＆テクノロジー ι #
透明なガラスのような素材を木から作ることに成功 image by:USDA FOREST SERVICE
これは木（気）になる木というやつだろう。アメリカの林産科学研究（Forest Products Laboratory）をはじめとする研究グループが、ガラスのように透明なパネルを木材から作り出すことに成功したという。
この木でできた透明パネルは、現在建物に使われているガラスよりあらゆる点で優れた未来の窓ガラスになるという。そうなったら、窓ガラスという呼び方も「窓木」に代わる日もそう遠くないのかもしれない。
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現在の窓ガラスの欠点
窓枠にはめる素材として現在、もっとも一般的な素材はガラスだろう。現時点では窓の素材として一番優れているかもしれないが、いくつか欠点もある。
まず熱を簡単に通してしまうことだ。寒い日や暑い日、窓ガラスのそばがスースーと冷えたり、その反対にジリジリと暑かったりするのはそのせいだ。おかげで冷暖房の効率も下がり、余計なエネルギーコストがかかることになる。
またガラスを製造する際に排出される二酸化炭素も無視できず、年間で2万5000メートルトンにもなる。持続可能な社会を目指すのなら、この点も改善しなければならない。
Pixabay
バルサ材から作るガラスのような透明パネル
そこで、成長がく、密度が低い「バルサ」の木から作られたこの透明パネルの出番だ。
バルサ材を常温の酸化浴槽で、ほぼ透けて見えるくらいまで漂白。さらに「ポリビニルアルコール」という合成ポリマーを浸透させると完成する。
ほぼ透明な素材で、そこに含まれる天然由来の「セルロース」とエネルギーを吸収するポリマーのおかげで、ガラスより軽く、しかもはるかに丈夫だ。
ガラスよりもずっと大きな衝撃に耐えられるだけでなく、バラバラに砕け散ったりはせず、曲がるか裂けるだけなので安全でもある。
image by:USDA FOREST SERVICE
持続可能かつ再生可能な素材
性能だけでなく、コストの面でも優れている。熱効率がガラスの5倍高いので、ガラス窓にはつきものの冷暖房のコストを削減することができる。
持続可能かつ再生可能なリソースから作られ、生産プロセスで排出される二酸化炭素も少ない。さらに生産には既存の加工機器を使えるので、メーカーも採用しやすいだろう。
まさに未来の窓にぴったり。この透明な木なら今の混迷の時代をはっきり見通すことができるかもしれない。
この研究は 『Journal of Advanced Functional Materials』に掲載された。
A Clear, Strong, and Thermally Insulated Transparent Wood for Energy Efficient Windows - Mi - 2020 - Advanced Functional Materials - Wiley Online Library
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adfm.201907511
image by:usda/ written by hiroching / edited by parumo
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コメント
1
1.
- 2020年10月07日 09:19
- ID:8J.bz8a60 #
2
2. 匿名処理班
- 2020年10月07日 09:19
- ID:yc.vRHcY0 #
目を見張る技術だと胸が躍りますが、二点疑問があります。
まず、「熱効率がガラスの5倍高いので、ガラス窓にはつきものの冷暖房のコストを削減することができる」とありますが、肝心の、この透明パネルを製造するコストそのものはどうなのでしょう？
けっこう手間がかかるので、製造コストではガラスよりかなり高くなってしまいそうに思えるのですが。
人間は目先の損得で行動しがちですから、普及のためには、冷暖房コストのことよりも、製造コストをいかに低くできるかが重要ではないかと思います。
それから、「ガラスを製造する際に排出される二酸化炭素も無視できず」とありますが，ガラスの原材料の入手そのものは、ほとんど環境負荷がありません。地球上にほぼ無尽蔵にありますから。
しかし、バルサ材となると、現在のガラスに代わるほどの普及をはかるためには、大量の植林を行わなければならず、例えばパーム油を大量生産するために森林の大量伐採を行ってしまったと同じように、地球上の植物環境に対する負荷が生じてしまうのではないでしょうか。
そのような問題までも解決できるのであれば、本当に素晴らしいのですが。
3
3. 匿名処理班
- 2020年10月07日 09:21
- ID:JdN2304A0 #
透明度はまだガラスには及ばない感じかな。厚くするとかなりくもりそう。
でも画期的な素材みたいで今後に期待。
4
4. 匿名処理班
- 2020年10月07日 09:32
- ID:AMb.QY9r0 #
丈夫ならスマホの画面にぴったり！と思ったけど、熱効率が高いということは排熱に難ありかな?
うーむ
5
5. 匿名処理班
- 2020年10月07日 09:39
- ID:Z4Tebxzk0 #
木のスポンジにビニール染み込ませたってことかな？繊維の入ったプラバン？耐候性無さそうだし、すぐに透明度無くなってボロボロになりそう。室内利用ならいいんだろうけど。素人にはガラスより優れているのか分からない。
6
6. 匿名処理班
- 2020年10月07日 09:47
- ID:TyYszkjg0 #
未来の素材だ！すごい！
7
7. 匿名処理班
- 2020年10月07日 09:47
- ID:sTOp494e0 #
カー。カー。🐦
8
8. 匿名処理班
- 2020年10月07日 09:53
- ID:kpKQBFNV0 #
透明ポテチと同じじゃん？
9
9. 匿名処理班
- 2020年10月07日 09:59
- ID:jiJCiUD40 #
すぐ傷がついて磨いても磨いても落ちない
すりガラスですな
10
10.
- 2020年10月07日 10:03
- ID:1Bfhq2lw0 #
11
11. 匿名処理班
- 2020年10月07日 10:04
- ID:BZpfVi5i0 #
出来たばかりの頃はどんなものでも多かれ少なかれ欠点があるもんよ。これから洗練されていけばもっと化けるかもしれないぞ。
12
12. 匿名処理班
- 2020年10月07日 10:09
- ID:9rM1IMyX0 #
一番ヤバそうな点は
紫外線による劣化だろうな
雨風と紫外線をダイレクトに受けながら
ガラスと同じ環境耐久性を維持するとなると
結局表面に何かしらコーティングしないと実現しないでしょこれ。
13
13. 匿名処理班
- 2020年10月07日 10:11
- ID:.F5ZSfEu0 #
そこら辺に生え、しかも育てるコストゼロの雑草から
作れるようだったら理想の材料になるかも
14
14. 匿名処理班
- 2020年10月07日 10:12
- ID:1gqpBU0b0 #
耐火性や衝撃に対する強度はともかく紫外線による劣化が問題になると思う
15
15. 匿名処理班
- 2020年10月07日 10:26
- ID:mjfyS9TW0 #
断熱性ガラスの5倍て性質的にポリカーボネート（プラ板）と大差ないな。コスト面で流行るとはおもえない。耐久性弱そうだし、すぐ傷まみれになりそうだ
16
16. 匿名処理班
- 2020年10月07日 10:26
- ID:oIh8za4r0 #
>>2
学者口調でえらく浅いこと言ってんな
17
17. 匿名処理班
- 2020年10月07日 10:32
- ID:XZonCnTB0 #
セロファンとかセルロイドとは別物なのか
18
18. 匿名処理班
- 2020年10月07日 10:45
- ID:F.GZTKv50 #
耐久性もそうだが紫外線の耐性や湿気によるカビ耐性も課題になるな
特にカビ耐性は笑い事ではすまない事多いから
19
19. www
- 2020年10月07日 10:47
- ID:YhxNArDh0 #
まぁセルロイドと似たようなもんじゃね？
火事に弱そうで、建材としてはアレな感じw
20
20. 匿名処理班
- 2020年10月07日 10:52
- ID:tclFQwuX0 #
断熱効果は魅力的だなぁ〜
防音はどうなのかなあ
21
21. 匿名処理班
- 2020年10月07日 10:54
- ID:3V4OBWLD0 #
プラスチックと何が違うんだ？
22
22. 匿名処理班
- 2020年10月07日 10:55
- ID:DXcKXL7k0 #
この記事に書かれていない耐用年数、直射日光の下での劣化度が気になるね
素晴らしい発明なのは間違いないので、今後の研究が楽しみだ
軽量が売りなら、航空機や車両にも向いてるし！
23
23. 匿名処理班
- 2020年10月07日 10:58
- ID:4tP5aF2h0 #
詳細は分からないが
透明度に限界があり「簡単に燃える窓ガラス」となると
イメージが悪い方になってしまうから
そこを解決すれば最強の素材なのでは？
24
24.
- 2020年10月07日 11:01
- ID:zwnDSj9h0 #
25
25. 匿名処理班
- 2020年10月07日 11:01
- ID:uJusaD.T0 #
「ポリビニルアルコール」という合成ポリマーとやらはガラスより自然に優しいんでしょうかね
自然に帰るか如何かが問題に成ってる昨今ですし気に成りますね
26
26. 匿名処理班
- 2020年10月07日 11:08
- ID:0X5kPNb00 #
普通にセルロースナノファイバーで良いじゃん
27
27. 匿名処理班
- 2020年10月07日 11:24
- ID:YQNdtUlU0 #
塩ビとかポリカみたいなもんだな
28
28. 匿名処理班
- 2020年10月07日 11:42
- ID:mz.F0AEa0 #
セルロースナノファイバーとは違うのかね
29
29. 匿名処理班
- 2020年10月07日 11:48
- ID:.YDP4Jwx0 #
ガラスの代用というより、アクリル・ポリカと性能・価格面で勝負できるかがキモやな。
30
30. 匿名処理班
- 2020年10月07日 11:49
- ID:ytSnyY7W0 #
おもしろそうな素材！
31
31. 匿名処理班
- 2020年10月07日 11:53
- ID:zxnVVBpv0 #
ガラスって優秀なんだなと再確認してしまった。数百年間科学実験の容器やってるだけあるなあ…
でも新しい素材が生まれるのはいいことだね！
32
32. 匿名処理班
- 2020年10月07日 11:58
- ID:WOH1CofI0 #
風化してマイクロプラスチック排出しないならいいと思う。あと途上国で森林伐採してプラント開拓しないならね。
33
33. 匿名処理班
- 2020年10月07日 12:01
- ID:fKdrZ89H0 #
ガラスでこの新素材をサンドイッチすれば傷の問題は解決できるんじゃないか？
単体で使うのに比べると利点は半減するが。
34
34. 匿名処理班
- 2020年10月07日 12:05
- ID:i4f3IUb90 #
数年前に似たような話題を見聞きした覚えあるんだけど、それとは別物なんかな
35
35. 匿名処理班
- 2020年10月07日 12:11
- ID:0VJkWGqI0 #
いや、ただの透明な繊維強化プラスチックなので、アクリルやポリカなどと同様、ガラスよりずっと柔らかくて傷つきやすい。割れないというのは柔らかいからこそ。そして長期間日光にさらされれば黄ばむし、もろくなる。だから、窓ガラスの代替品になんて使えないよ。
それにこういうのは研究室で少量作るなら「できることはできる」が、商売しようとなると、既存の製品より「安い」か「高いけどそれを上回るメリットがある」ものじゃないと売れない。
36
36. 匿名処理班
- 2020年10月07日 12:14
- ID:whlhI3990 #
>>11
まだ開発途中だしそう思います
将来性は十分あるから期待したいですね
37
37. 匿名処理班
- 2020年10月07日 12:15
- ID:UYgWBvCN0 #
年輪が無くて軽いからバルサかな？
でもバルサじゃなー。
ジャングル切り開いてバナナ、枝豆植えてるのと変わらない。
材木の大きさが窓の大きさを決めるなら、自生の大きな木を切り出して使うだろうし（そのほうが早い）。
もし他の材木が使えるなら、例えば繊維にして透明にして紙すきのようにあるいは吹き付けて整形することが出来るなら素晴らしい。
あと防犯上はどうなの？割れて音がしないのはマイナス。
値段が今のガラスより安いとして子供のいる場所にはいい、高層ビルの窓にも良い。
携帯する機器のミラー部に使えたら…鋭利に割れなくて軽いのを生かして
あるいは室内の仕切り、コロナの時代アクリル板が売れてるところの食い込めれば。
中学の頃やった葉っぱの葉脈だけ残す実験を思い出した。
この技術でやればほぼ透明なやつができるじゃん、強度もあるし。
インテリアとかアクセサリーに使えそう。
38
38. 匿名処理班
- 2020年10月07日 12:22
- ID:UabNJm9u0 #
分厚いセロファンみたいなもんか？
39
39.
- 2020年10月07日 12:28
- ID:uvpYZOmg0 #
40
40.
- 2020年10月07日 12:28
- ID:Njtdccm30 #
41
41.
- 2020年10月07日 12:29
- ID:fsfJd.PV0 #
42
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