Експандираният полистирол (или „стиропор”) е отличен изолатор. Ето защо това е популярен материал за изолация на сгради - и защо тези евтини малки чаши деликатено кафе все още изгарят езика ви след 30 минути. Но екологичният му запис оставя да се желае. Това е небиоразградимо, вредно за животни, които случайно го ядат, и е направено от потенциални канцерогени.
Изследователи от Университета в Мериленд са разработили супер лек изолационен материал, за който казват, че може да се окаже по-добра, по-екологична алтернатива. Материалът, направен от малки дървесни влакна, се нарича нано дърво. Той блокира топлината поне 10 градуса по-добре от стиропор или силикагел, обикновен изолатор и може да отнеме поне 30 пъти по-голямо налягане от стиропор или силикагел, преди да бъде смазан.
Работейки в лабораторията на учения за материали Liangbing Hu, докторантурата, Тиан Ли е водещ автор на изследването, публикувано този месец в списанието Science Advances .
„Доколкото ни е известно, здравината на нашето нано дърво представлява най-високата стойност сред наличните супер изолационни материали“, написаха авторите на изследването.
Тиан Ли, вляво и Лянгбин Ху, държат парчета нано дърво. (Hua Xie / Университет на Мериленд) Ху и неговият екип работиха върху наноцелулозата, наноразмерните версии на влакнестия материал, който прави растенията и дърветата твърди. Наноцелулозата има впечатляващо съотношение сила / тегло, около осем пъти по-голямо от това на стоманата.
За нано дървото екипът отстрани лигнин, полимера, който държи целулозата на дървото заедно. Премахването на лигнин, топлопроводник, даде на получения продукт мощни изолационни възможности. Освен това той превърна продукта в бяло, което означава, че той отразява светлината.
Изследователите смятат, че наново дърво има огромен потенциал като зелен строителен материал. Ли ще използва потенциално "спестяването на милиарди" в енергийните разходи. В допълнение към използването му там, където се използват традиционни изолатори като стиропор, тънките ленти от нано дърво могат да се навиват и оформят, за да се изолират вътрешностите на тръби или други извити пространства. И за разлика от изолаторите от стъкло или вълна, наново дърво не дразни белите дробове и не предизвиква алергични реакции.
„Това, което намирам впечатляващо за наново дърво, както е описано в статията, е, че процесът на обработка, който авторите разработиха, им позволява да запазят основните характеристики на дървесината - по-специално нейната йерархична структура по скалата на дължината от нано до макро, като същевременно драстично променя други ключови свойства, особено топлопроводимост и оптична отразяваща способност “, казва Марк Суихарт, професор по химическо и биологично инженерство в университета в Буфало, който изучава наноматериали.
Синтетичното пресъздаване на йерархични структури от естествени материали като дърво е изключително трудно, казва Суихарт, но процесът в Университета в Мериленд изглежда по-прост и мащабируем от повечето методи за производство на наноструктурирани материали.
Суихарт смята, че нано дървото може един ден да бъде полезен материал на търговския пазар, но може да мине известно време. „В обозримо бъдеще материалът по своята същност ще бъде по-скъп от алтернативите, които вече са произведени в голям мащаб, като различни видове плоскости от пяна“, казва той. „Въпреки че може да надмине тези алтернативи, ако изпълнява същата основна функция, влизането на пазара ще бъде много предизвикателно.“
Екипът на Университета в Мериленд е по-оптимистичен по отношение на потенциала на Nanowood в краткосрочен план. Казват, че материалът може да бъде произведен сравнително евтино и бързо, като се използват бързорастящи дървета като балса. В момента екипът работи по търговски приложения и очаква продукт да бъде наличен след около година.
