木材成为新绝缘材料,隔热效果比泡沫塑料好

作者 | 发布日期 2018 年 03 月 14 日 20:00 | 分类 材料 , 零组件
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【Technews科技新报】科学家设计出以木材制成的绝缘材料,便宜、坚固且可生物降解,隔热效果比保丽龙(泡沫塑料)还要好,团队称这种新型绝缘材料为“Nanowood”。



想办法在夏天将热隔绝在室外、冬天将热慰留在室内,是现代建筑主要思考的问题之一,但目前使用的绝缘材料通常价格昂贵、无法被生物降解,最终可能成为垃圾掩埋场永久会员,或是对人体有害的化学物质,因此科学家一直致力于寻找更便宜、环保的替代材料。

马里兰大学材料科学与工程系助理教授 Liangbing Hu 领导的研究将目光瞄向纳米纤维素(nanocellulose),这是植物细胞壁中坚硬的碳水化合物,使树干变得坚固高大,而团队做的就只是从植物细胞壁中除去两种成分:天然聚合物木质素(lignin)与半纤维素(Hemicellulose),少了非常擅长传导热量的木质素,木材立刻变成非常可怕的绝缘体。

绝缘力量在于木材结构组成。将木质素从木块中取出后,剩下的就是束状白色纤维素纤维(cellulose fiber),即木材本身骨架,这种管状结构让水、营养物质和热量沿着一个方向运输,却跑也跑不出去,若再经加工处理则更加难以传导热量。

研究人员发现,这样的新绝缘材料效果比保丽龙还强,《New Scientist》报导,其隔热能力比环氧树脂、羊毛和玻璃还要好几百倍。

▲ Nanowood 与二氧化硅气凝胶、保丽龙的隔热性能比较。

目前实验测试的样品大小为长 15 公分、厚 2 公分,但研究人员表示,它可以制成任何尺寸或形状(块状、片状、卷状都行),和市面常见绝缘材料相比,Nanowood 的优点包括更坚固(能承受 13 兆帕的压力,比保丽龙强 30 倍)、制造成本每平方米只需 7.44 美元、轻巧、可生物降解,以后可以尝试当作飞机、太空探测器、汽车或摩天大楼的绝缘材料。

只不过,木材材料肯定是高度易燃的,想落实应用到建筑恐怕没有想像中简单。这份论文发布在《Science Advances》期刊。

(首图来源:线上论文

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