Bahan Manajemen Termal Berbasis Kayu dan Terinspirasi Kayu †

Ringkasan Komprehensif
Mengingat keterbatasan sumber daya global dan konsumsi energi yang besar, pengembangan inovatif bahan manajemen termal yang efisien dan tepat merupakan langkah maju yang signifikan dalam meningkatkan efisiensi energi dan mempromosikan keberlanjutan ekologis dan lingkungan. Struktur unik kayu alami dengan anisotropi berpori-porinya memberikan wawasan dan strategi baru untuk desain bahan manajemen termal tingkat lanjut. Namun, tinjauan saat ini sering kali gagal memberikan analisis yang komprehensif dan sistematis tentang keunggulan struktural yang melekat, serta strategi yang berkaitan dengan konstruksi dan pemanfaatan bahan berbasis kayu dan biomimetik. Tinjauan ini mengeksplorasi evolusi kayu dan struktur biomimetiknya di bidang bahan manajemen termal, merinci struktur dasar dan komposisi kayu dan balok, serta menjelaskan bagaimana bahan-bahan ini dapat diproses dan dibangun dengan strategi fisik/kimia. Selain itu, kami menyoroti kemajuan terkini dalam bahan-bahan tersebut di bidang isolasi termal, pendinginan radiatif, perpindahan panas, dan penyimpanan energi termal. Akhirnya, kami menawarkan beberapa wawasan unik tentang tantangan dan perkembangan masa depan untuk peningkatan penggunaan bahan-bahan tersebut, memberikan perspektif kami tentang potensinya untuk implementasi yang lebih luas.
Ilmuwan Utama
Material berbasis dan terinspirasi kayu telah mencapai kemajuan signifikan dalam manajemen termal, berkat upaya berkelanjutan dari banyak ilmuwan. Pada tahun 1941, JD MacLean melakukan studi sistematis pertama tentang sifat termodinamika kayu. Pada tahun 2006, metode pengeringan beku yang dikembangkan oleh Sylvain Deville membuka jalan bagi munculnya material berpori kayu biomimetik. Pada tahun 2015, Lennart Bergstrom menyiapkan material insulasi kayu biomimetik melalui pengeringan beku. Pada tahun 2016, Liangbing Hu memulai serangkaian pendekatan fisik dan kimia, yang mendorong pengembangan material manajemen termal berbasis kayu. Pada tahun 2017, Jian Li menyiapkan material berbasis kayu konversi Magneto-termal untuk insulasi termal. Pada tahun 2022, Shuhong Yu mengembangkan aerogel dengan struktur saluran berorientasi terinspirasi kayu untuk insulasi termal. Pada tahun 2023, Yiqiang Wu mengembangkan material perubahan fase termal berbasis kayu rangka bionik. Pada tahun yang sama, Chaoji Chen memanfaatkan teknologi pencetakan 3D untuk mengembangkan bahan manajemen termal kayu biomimetik yang dapat diterapkan pada penguapan air laut.