Aerogel integreret træ giver bedre isolering end eksisterende plastbaserede materialer

En dag snart kan bygninger blive mere energieffektive – og miljømæssigt bæredygtige – med isoleringsmateriale udviklet af træ af forskere i Sverige. Det nyudviklede materiale tilbyder lige så god eller endda bedre termisk ydeevne end almindelige plastbaserede isoleringsmaterialer, ifølge forskere, der for nylig rapporterede i ACS Applied Materials &Interfaces .

Yuanyuan Li, adjunkt ved Wallenberg Wood Science Center, KTH Royal Institute of Technology i Stockholm, siger, at det nye isoleringsmateriale er et aerogel-integreret træ, som er fremstillet uden tilsætning af yderligere stoffer.

Træcellulose-aerogeler i sig selv er ikke noget nyt - forskere har udviklet avancerede typer af aerogeler og andre kompositter i de sidste mange år i Wallenberg Wood Science Center på KTH - men Li siger, at den nye metode repræsenterer et gennembrud inden for kontrolleret skabelse af isolerende nanostrukturer i porer af træ.

"Biobaserede stærke aerogeler kunne bruges til at erstatte nuværende fossilbaserede aerogeler til super termisk isolering, hvilket bidrager til energieffektivitet, bioøkonomi og bæredygtig samfundsudvikling," siger Li.

Processen starter med at delignificere træet - det vil sige at fjerne ligninen, som giver træet dets farve og styrke, og efterlader tomme porer eller lumen. Reduktion af termisk ledningsevne i materialet sker ved at tage det næste skridt – at komme ind i disse store tomme porer og generere flere nanoporer inde i dem – tusinder af dem, faktisk.

Disse nanoporøse strukturer skabes ved delvis opløsning af cellevæggene efterfulgt af kontrolleret nedbør, siger hun. En blanding af ionisk væske (IL) tilsættes for delvist at opløse cellevæggen, før der tilsættes vand, hvilket genererer nanofibril-netværk, der gør lumen nanoporøst.

Li siger, at forskerne udviklede et højt niveau af kontrol over udfældningsprocessen, hvilket betyder, at de kan skabe det præcise niveau af nanoporøsitet for at opnå ideel termisk ledningsevne.

Bygningsisolering er ikke den eneste potentielle anvendelse for aerogelen. Li siger, at den unikke struktur muliggør avancerede materialer til energilagring og omdannelse og endda vævsteknologi. "I emballage hjælper plastikskum som polystyren for eksempel med at forhindre varmeoverførsel mellem genstande og det omgivende miljø, så det kan holde varer kølige under forsendelsen," siger hun.

"Men in situ dannelse af nanofibril-netværk inde i træets tomme rum kan resultere i, at træ er meget termisk isolerende." + Udforsk yderligere

Forskerhold udvikler træbaseret skum for at holde bygninger køligere