改性天然材料將是可持續(xù)未來(lái)的重要組成部分，但首先需要對(duì)它們的特性有詳細(xì)的了解。熱量在竹子細(xì)胞壁上的流動(dòng)方式已使用高級(jí)掃描熱顯微鏡進(jìn)行了測(cè)繪，從而使人們對(duì)導(dǎo)熱系數(shù)的變化如何與竹子的優(yōu)雅結(jié)構(gòu)聯(lián)系起來(lái)有了新的認(rèn)識(shí)。將指導(dǎo)未來(lái)由天然材料制成的更加節(jié)能和防火的建筑的開(kāi)發(fā)。

由于材料(主要是鋼材和混凝土)的能源密集型生產(chǎn)以及用于加熱和冷卻成品建筑的能源，建筑行業(yè)目前占所有碳排放量的30-40%。隨著全球人口的增長(zhǎng)并越來(lái)越多地以城鎮(zhèn)為基地，傳統(tǒng)的建筑方法變得不可持續(xù)。

可再生的植物性材料，例如竹子，對(duì)于可持續(xù)和節(jié)能建筑具有巨大的潛力。與傳統(tǒng)材料相比，它們的使用將大大減少排放，有助于減輕人類對(duì)氣候變化的影響。這種方法還可以通過(guò)轉(zhuǎn)移木材以免于燃燒作為燃料，從而將碳保持在大氣之外。

該研究涉及掃描竹子維管組織的橫截面，該組織在植物體內(nèi)運(yùn)輸液體和營(yíng)養(yǎng)。產(chǎn)生的圖像顯示出錯(cuò)綜復(fù)雜的纖維結(jié)構(gòu)，厚而薄的細(xì)胞壁交替出現(xiàn)。竹結(jié)構(gòu)內(nèi)的導(dǎo)熱系數(shù)峰值與較厚的壁重合，纖維素鏈?zhǔn)侵参锛?xì)胞壁的基本結(jié)構(gòu)成分，幾乎與植物莖平行放置。這些較厚的層也使竹子具有強(qiáng)度和剛度。相反，由于纖維素鏈與植物莖幾乎成直角，因此較薄的細(xì)胞壁具有較低的熱導(dǎo)率。

盡管已經(jīng)對(duì)竹的孔結(jié)構(gòu)與機(jī)械性能進(jìn)行了大量研究，但幾乎沒(méi)有人關(guān)注孔結(jié)構(gòu)如何影響材料的熱性能。建筑物中所需的加熱和冷卻量從根本上與它們制成的材料的特性有關(guān)，特別是它們傳導(dǎo)和存儲(chǔ)的熱量多少。

對(duì)竹子的熱特性的更好理解為如何減少竹子建筑的能耗提供了見(jiàn)識(shí)。它還可以對(duì)竹建筑構(gòu)件在火中的行為方式進(jìn)行建模，以便可以采取措施使竹建筑更安全。