Новый изоляционный материал лучше, чем пенополистирол

Согласно заявлению Университета штата Мэриленд (UMD), его ученые создали новый изоляционный материал из дерева, который намного лучше, чем пенополистирол: он «прочнее и гораздо более экологичен».

Исследование было опубликовано в журнал Science Advances в начале этого месяца.

Форма разработанного материала, называемого нанодеревом, может быть любой: тонкие гибкие доски или большие блоки.

Во время тестирования изоляционных свойств материала, ученые обнаружили, что он удерживал минимум на 10 градусов больше тепла, чем победитель мирового рекорда Гиннесса в категории лучшего изолятора, аэрогель с силиконовым слоем, а также пенополистирол.

Команда ученых из Университета, создала свое нанодерево, удалив лигнин, вещество в древесине, которое окрашивает его в коричневый цвет и придает ему жесткость.

По словам ученых, они также убрали несколько коротких волокон, «которые переплетаются с целлюлозными волокнами, и составляют тем самым основу древесины». «Выровненные целлюлозные волокна затем соединяются друг с другом, что приводит к высокой механической прочности».

Процесс производства нанопокрытия очень похож на производство бумаги: вырезается нужный материал древесины, затем его кипятят в гидроксиде натрия и сульфите натрия, после обрабатывают пероксидом водорода для удаления лигнина и большей части гемицеллюлозы, а затем высушивают сублимацией, чтобы сохранить структуру древесины, вместо того, чтобы смешивать как при обычном производстве бумаги.

С лигнином, вывезенным из куска дерева, вы остаетесь с легким белым пучком целлюлозных волокон – основной структурой самого дерева.

Эти волокна не только действуют как чрезвычайно эффективные изоляторы, которые значительно лучше блокируют тепло, чем материалы на основе стирола или диоксида кремния, обычно используемые в домашней изоляции, но их трубчатая форма также дает им анизотропные свойства.

Тепло может проходить по ходу волокон довольно свободно, но очень эффективно блокируется в любом другом направлении. Поэтому ученые могут использовать это свойство, чтобы направить тепло, как они считают нужным, и заблокировать его в другом месте, просто изменив ориентацию волокон нанодерева.

Когда команда попыталась разломать нанодерево, они обнаружили, что материал в 30 раз прочнее, чем теплоизоляционные материалы, такие как пенополистирол или аэрогель.

Материал активно отражает солнечный свет из-за своего белого цвета, а его натуральные целлюлозные волокна являются гипоаллергенными. Он также полностью биодеградируемый и может быть изготовлен в различных формах и размерах, включая блоки, листы и рулоны.

Это, безусловно, многообещающий материал, но ясно, что предстоит еще много работы, прежде чем он станет основным материалом теплоизоляционным материалом для дома.

Для начала, поскольку у него древесная основа, он почти наверняка легко воспламеняется, и это пока проблема, ведь он не будет соответствовать строительным нормам и правилам. Во-вторых, неясно, сколько времени потребуется или насколько дорогостоящим будет процесс сушки сублимацией.

Тем не менее, Лиангбинг Ху (Liangbing Hu), доцент университета, участвующий в этом исследовании, будет заниматься улучшением эффективности и коммерциализацией нанотехнологией на основе древесины и вполне возможно через несколько лет мы увидим в строительном магазине нанодерево как изоляционный материал.