Polistirenul expandat (sau „Styrofoam”) este un izolator excelent. De aceea este un material popular pentru clădirile izolatoare - și de ce acele mici cani ieftine de cafea deli încă îți ard limba după 30 de minute. Însă registrul său de mediu lasă ceva de dorit. Este nebiodegradabil, dăunător animalelor care îl mănâncă accidental și este obținut din potențial cancerigen.
Cercetătorii de la Universitatea din Maryland au dezvoltat un material izolant super-ușor, despre care spun că s-ar putea dovedi a fi o alternativă mai bună, mai ecologică. Materialul, realizat din fibre minuscule de lemn, se numește nanowood. Blochează căldura cu cel puțin 10 grade mai bună decât Styrofoam sau silica airgel, un izolator comun și poate dura de cel puțin 30 de ori mai multă presiune decât Styrofoam sau silicagel înainte de a fi zdrobită.
Lucrând în laboratorul de materiale de știință Liangbing Hu, cercetător postdoctoral Tian Li este autorul principal al studiului, publicat în această lună în revista Science Advances .
„În conformitate cu cunoștințele noastre, puterea nanului nostru reprezintă cea mai mare valoare printre materialele super izolante disponibile”, au scris autorii studiului.
Tian Li, în stânga și Liangbing Hu dețin bucăți de nanowood. (Hua Xie / Universitatea din Maryland) Hu și echipa sa au lucrat la nanoceluloză, versiunile nano-dimensionale ale materialului fibros care face rigide plantele și copacii. Nanoceluloza are un raport rezistență-greutate impresionant, de aproximativ opt ori mai mare decât cel al oțelului.
Pentru nanowood, echipa a eliminat lignina, polimerul care ține celuloza din lemn împreună. Îndepărtarea ligninei, un conductor de căldură, a oferit produsului rezultat capacități puternice de izolare. De asemenea, produsul a devenit alb, ceea ce înseamnă că reflectă lumina.
Cercetătorii cred că nanowood-ul are un potențial enorm ca material de construcție verde. Folosirea acestuia ar putea „economisi miliarde” în costurile de energie, spune Li. Pe lângă utilizarea acestuia în cazul în care se folosesc izolatori tradiționali precum Styrofoam, benzi subțiri de nanowood pot fi rulate și modelate pentru a izola interiorul țevilor sau a altor spații curbate. Și spre deosebire de izolatorii de sticlă sau lână, nanowood nu irită plămânii și nu provoacă reacții alergice.
„Ceea ce mi se pare impresionant în materie de nano, așa cum este descris în lucrare, este faptul că procesul de tratament pe care autorii dezvoltați le permite să păstreze caracteristicile cheie ale lemnului - în special structura sa ierarhică pe scări de lungime de la nano la macro, modificând dramatic alte proprietăți cheie., în special conductivitatea termică și reflectivitatea optică ”, spune Mark Swihart, profesor de inginerie chimică și biologică la Universitatea de la Buffalo, care studiază nanomaterialele.
Reclamarea sintetică a structurilor ierarhice ale materialelor naturale precum lemnul este extrem de dificilă, spune Swihart, însă procesul de la Universitatea din Maryland pare a fi mai simplu și mai scalabil decât majoritatea metodelor de producere a materialelor nanostructurate.
Swihart consideră că nanowood-ul ar putea fi într-o zi un material util pe piața comercială, dar poate fi ceva timp. „Pentru viitorul prevăzut, materialul va fi, în mod inerent, mai scump decât alternativele produse deja la scară largă, cum ar fi diferite tipuri de placă de spumă”, spune el. „Chiar dacă poate depăși acele alternative, dacă îndeplinește aceeași funcție de bază, atunci intrarea pe piață va fi foarte dificilă.”
Echipa Universității din Maryland este mai optimistă cu privire la potențialul pe termen scurt al nano-alimentelor. Ei spun că materialul poate fi produs destul de ieftin și rapid folosind copaci cu creștere rapidă, cum ar fi balsa. Echipa lucrează în prezent la aplicații comerciale și se așteaptă ca un produs să fie disponibil într-un an sau ceva.
