Depuis son introduction en 2016, le bois clear a été développé par des chercheurs du KTH Royal Institute of Engineering en tant que matériau structurel innovant pour la building de bâtiments. Il laisse passer la lumière naturelle et peut même stocker de l’énergie thermique.



La clé pour transformer le bois en un matériau composite transparent est de retirer sa lignine, le principal composant absorbant la lumière du bois. Mais les pores vides laissés par l’absence de lignine doivent être remplis de quelque chose qui restaure la résistance du bois et permet à la lumière de pénétrer.

Dans les variations antérieures du composite, les chercheurs du Wallenberg Wood Science Middle de KTH utilisaient des polymères à base de fossiles. Aujourd’hui, les chercheurs ont testé avec succès une choice écologique : l’acrylate de limonène, un monomère à base de limonène. Ils ont rapporté leurs résultats dans Superior Science.



« Le nouvel acrylate de limonène est fabriqué à partir d’agrumes renouvelables, tels que les déchets d’écorce qui peuvent être recyclés de l’industrie du jus d’orange », explique l’auteur principal, étudiante au doctorat Céline Montanari.

Un extrait de la manufacturing de jus d’orange est utilisé pour créer le polymère qui restaure la résistance du bois délignifié et laisse passer la lumière.

Le nouveau composite offre une transmittance optique de 90% à 1,2 mm d’épaisseur et un voile remarquablement faible de 30%, rapportent les chercheurs. Contrairement à d’autres composites de bois transparents développés au cours des cinq dernières années, le matériau développé chez KTH est destiné à un use structurel. Il présente des performances mécaniques robustes: avec une résistance de 174 MPa (25,2 ksi) et une élasticité de 17 GPa (soit approximativement 2,5 Mpsi).

Pourtant, la durabilité a toujours été une priorité pour le groupe de recherche, déclare le professeur Lars Berglund, chef du département de technologie des fibres et des polymères du KTH.

« Le remplacement des polymères à base de fossiles a été l’un des défis que nous avons rencontrés pour fabriquer du bois transparent durable », déclare Berglund.

Les considérations environnementales et la soi-disant chimie verte imprègnent l’ensemble du travail, dit-il. Le matériau est fabriqué sans solvants et tous les produits chimiques sont dérivés de matières premières biosourcées.

Les nouvelles avancées pourraient permettre une gamme d’applications encore inexplorée, comme dans la nanotechnologie du bois, dit Berglund. Les possibilités comprennent des fenêtres intelligentes, du bois pour le stockage de la chaleur, du bois avec une fonction d’éclairage intégrée – même un laser en bois.

« Nous avons examiné où va la lumière et ce qui se passe lorsqu’elle touche la cellulose », explique Berglund. « Une partie de la lumière traverse directement le bois et rend le matériau clear. Une partie de la lumière est réfractée et diffusée sous différents angles et donne des effets agréables dans les apps d’éclairage. »