德克薩斯大學的研究人員開發出一種基於木材的材料，能夠在不使用電力的情況下調節建築物的溫度。這項創新滿足了對於能效氣候控制日益增長的需求。新設計的木材基材料提供了一種綠色解決方案，利用相變技術在白天儲存能量，並在夜間釋放，無需依賴電網。機械工程助理教授蔻妍（Shuang (Cynthia) Cui）表示：「我們的材料就像一個熱電池，能在吸收熱量時充電。」
相變技術的熱能儲存方式能夠在能源供應和需求之間架起橋樑。這項技術可以在白天捕捉多餘的環境熱量，並在夜間回收以提供暖氣。這種方法使建築物能夠自然平衡其能源負荷，減少了對主動供暖和冷卻系統的需求。當標準建築材料注入相變技術時，便可以作為內建的熱緩衝器，吸收白天的熱量並在夜間釋放，以穩定室內溫度。
這些材料在融化過程中吸收熱量，並在固化時釋放熱量，顯著降低電力消耗，提升能源效率。蔻妍解釋道，例如在夏季，相變材料將吸收和儲存來自外部的熱量，這樣可以減少室內溫度的上升。若建築中融入足夠的相變材料，則可能不需要啟動空調。
儘管相變材料已研究多年，但這些材料總是有一個麻煩的缺陷：漏液。特別是，相變材料在液態到固態轉換過程中容易漏液，這使得實際應用變得複雜。典型的方法是將這些物質包裹在宿主材料內，但這往往適得其反，宿主成為死重，占用空間而不增加任何熱儲存能力，最終稀釋了材料的整體效率。
德克薩斯大學的團隊與洛基山國家實驗室和加州大學伯克利分校等大型機構合作，找到了答案：樹木的細胞結構。團隊去除了木材中的木質素，留下多孔的纖維素骨架。之後，這些孔隙被相變材料與穩定柔性塑料的混合物飽和。這種巧妙的組合具備雙重功能：塑料能固定熱儲存材料，防止在融化過程中漏液，同時增強木材的結構強度。
在實驗室測試中，這種材料在經歷了 1,000 次加熱和冷卻循環後，未出現漏液或結構強度損失。與許多犧牲強度的能源儲存材料不同，這些木材模板的相變複合材料在重複的加熱和冷卻循環下保持了機械完整性，這對於建築物的長期使用至關重要。研究的共同作者之一，盧鴻彬（Hongbing Lu）表示，這種材料既能提高能效，也具備機械耐久性。
目前，研究團隊正專注於改進和商業化這項技術，將能效氣候控制帶入大眾市場。共同作者古斯塔沃·費利西奧·佩魯西（Gustavo Felicio Perruci）指出，這項專案的成功源於與國家實驗室之間的強大跨學科合作，證明可持續材料可以轉變為切實可行的工程解決方案。相關研究成果已發表於《Materials Today Energy》。
