«Нанодерево» может уменьшить углеродный след человечества
Москва, 22:00, 12 Мар 2018, редакция FTimes.ru, автор Евгения Ковалева.
Ученые из Мэрилендского университета создали теплоизолирующий материал из деревянных волокон, сочетающих в себе легкости и прочность.
Исследование представлено в Science Advances. В Будущем так называемое нанодерево может использоваться для создания более энергоэффективных зданий. К достоинствам материала также относится дешевизна и биоразлагаемость.
«Природа производит подобные структуры», — отметил старший автор работы, Лянбинг Ху.
Управление тепло – одна из основных проблем в городах. Его нужно удержать внутри зимой, и снаружи – летом. Использующаяся сейчас изоляция обычно очень дорогая с точки зрения денежных и энергетических затрат. Она также не всегда биоразлагаемая, что ведет к росту свалок. Ученые давно пытаются создать более дешевые, экологически дружественные альтернативы.
Ху в данном вопросе работал с наноцеллюлозой. В таких масштабах волокна этого углевода обретают удивительные характеристики, включая предельную прочность в 8 раз выше, чем у стали.
Ученый с командой уже разработал прочный и твердый материал, названный супердеревом. Для этого из сырья были частично удалены лигнин и гемицеллюлоза. В этом проекте дерево было полностью избавлено от данных компонентов. Лигнин прекрасно проводит тепло, что делает его неподходящей составляющей для изоляции. Без него древесина стала полностью белой, что позволило ей отражать, а не поглощать свет.
Частично изолирующие свойства материала обусловлены структурой. Нанодерево анизотропно: волокна связаны параллельно, и вид структуры зависит от угла зрения. Тепло легко перемещается вверх и вниз, но не может пересекать материал. Частично этому препятствуют воздушные зазоры после каждого волокна месте удаленных лигнина и гемицеллюлозы. Нанодерево оказалось такой же хорошей изоляцией, как и пенопласт, даже немного лучше. Оно превзошло и другие материалы.
Структура отличается легкостью и выдерживает давление до 13 МПа. Это – почти в 30 раз больше, чем у прочнейшей изоляции, присутствующей в продаже. Стоимость производства 1 кв. м составляет около 7,44 доллара. Ключом к экологичности материала, по словам Ху, является использование быстрорастущих деревьев, вроде бальзы.
«При толщине до 1 мм нанодерево можно скручивать и сгибать, что делает его подходящим для изоляции труб и других подобных структур», — отмечают авторы.
