Επιστήμονες εφηύραν το ισχυρότερο θερμομονωτικό υλικό από ξύλο

Επιστήμονες εφηύραν το ισχυρότερο θερμομονωτικό υλικό από ξύλο
Credit image: Science Advances (2018)

Επιστήμονες εφηύραν το ισχυρότερο θερμομονωτικό υλικό από ξύλο που φέρει την ονομασία Nanowood.

Οι επιστήμονες έχουν σχεδιάσει ένα θερμομονωτικό υλικό από ξύλο που είναι ιδιαίτερα ελαφρύ και ισχυρό, κατασκευασμένο εξ ολοκλήρου από μικροσκοπικές ξύλινες ίνες.

Το λεγόμενο nanowood, που περιγράφεται στο περιοδικό Science Advances , θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί για να γίνουν τα κτίρια περισσότερο πιο ενεργειακά αποδοτικά. Είναι επίσης φθηνό και βιοδιασπώμενο.

«Η φύση παράγει αυτό το είδος υλικού”, δήλωσε ο ανώτερος συγγραφέας της μελέτης, ο Liangbing Hu, επιστήμονας στο Πανεπιστήμιο του Maryland στο Κόλετζ Παρκ.

Η διαχείριση της θερμότητας αποτελεί μείζον ζήτημα στις πόλεις που χτίζουμε. Είναι δύσκολο να διατηρήσουμε τη θερμότητα στους εσωτερικούς χώρους το χειμώνα και να τους κρατήσουμε δροσερούς το καλοκαίρι. Τα μονωτικά υλικά που χρησιμοποιούνται επί του παρόντος είναι συχνά πολύ ακριβά, τόσο από πλευράς χρήματος όσο και από κατασπατάληση της ενέργειας . Συνήθως αυτά τα υλικά δεν είναι βιοδιασπώμενα και τελικά συμβάλλουν στην αρνητική ανάπτυξητων χώρων υγειονομικής ταφής. Έτσι, οι επιστήμονες προσπαθούν να βρουν φθηνότερες,και πιο φιλικές λύσεις προς το περιβάλλον.

Ο Hu έχει ερευνήσει τις ιδιότητες της νανοκυτταρίνης, εκδόσεις κυτταρίνης σε νανομετρική κλίμακα, το σκληρό υδατάνθρακα στα κυτταρικά τοιχώματα των φυτών που επιτρέπει στους κορμούς δέντρων να γίνουν ισχυροί και ψηλοί. Σε αυτές τις απίστευτα μικρές κλίμακες, οι ίνες κυτταρίνης μπορούν να αποκτήσουν αξιοσημείωτα χαρακτηριστικά, συμπεριλαμβανομένου ενός λόγου αντοχής προς βάρος που είναι περίπου οκτώ φορές μεγαλύτερος από εκείνον του χάλυβα.

Ο Hu και η ομάδα του, είχαν αναπτύξει πριν καιρό ένα ισχυρό υλικό, το οποίο ονόμασαν super wood, και εν μέρει με την αφαίρεση του λιγνίνη (αγγλικά: lignin) από το ξύλο – είχε καταστεί ένα πολύπλοκο πολυμερές που συγκρατούσε την κυτταρίνη στο ξύλο σαν κόλλα, κρατώντας ταυτόχρονα στο εσωτερικό του τις ημικυτταρίνες.

Αλλά σε αυτό το νεο έργο, ο Hu και οι συνάδελφοί του απομάκρυναν όλη την λιγνίνη και την περισσότερη ημικυτταρίνη. Η λιγνίνη είναι πολύ καλή στη συγκράτηση της θερμότητας – πράγμα που σημαίνει ότι θα ήταν ένας φοβερός μονωτήρας. Χωρίς όλη αυτή τη λιγνίνη, το ξυλώδες υλικό μετατράπηκε σε ένα διαφορετικό αντικείμενο, επιτρέποντάς του να αντικατοπτρίζει το εισερχόμενο φως αντί να το απορροφά (πράγμα που βοηθά επίσης να εμποδίσει το εξωτερικό κρύο το χειμώνα).

Το μυστικό των μονωτικών δυνάμεων του nanowood έγκειται εν μέρει στη δομή του. Η θερμότητα μπορεί να μετακινηθεί με ευκολία προς τα πάνω και προς τα κάτω διαπερνώντας από διπλά τις ίνες, αλλά δεν μπορεί εύκολα να τις διασχίσει, κυρίως λόγω κενού αέρα που απομένει αφού αφαιρεθεί ολόκληρο το ξυλώδες υλικό (λιγνίνη και ημικυτταρίνη), τότε τα πράγματα αλλάζουν άρδην και δημιουργείται ένα πανίσχυρο θερμομονωτικό υλικό.

Το nanowood μπορεί να αντέξει πίεση τις τάξεως 13 megapascals, δηλαδή περίπου 50 φορές υψηλότερο από τους μονωτήρες, όπως ο αφρός κυτταρίνης, και περισσότερο από 30 φορές υψηλότερο από το ισχυρότερο εμπορικά διαθέσιμο θερμομονωτικό υλικό, ανέφεραν οι επιστήμονες.

Ο Hu δήλωσε ότι ένα τέτοιο ισχυρό, ελαφρύ, θερμομονωτικό βιοαποικοδομήσιμο υλικό θα μπορούσε να έχει πολλές μελλοντικές χρήσεις. Θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί για την κατασκευή ουρανοξυστών, για την κατασκευή αυτοκινήτων, ακόμη και για την προστασία ηλεκτρονίων ευαίσθητων στη θερμότητα, είτε στη Γη είτε στο διάστημα.

ΑΦΗΣΤΕ ΜΙΑ ΑΠΑΝΤΗΣΗ

Παρακαλώ εισάγετε το σχόλιο σας!
Παρακαλώ εισάγετε το όνομά σας