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El material de madera nano blanqueado promete propiedades aislantes excepcionales

Materiales

Loz Blain

13 de marzo de 2018

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Se pueden producir diferentes formas de nanovolumen en rollos, hojas y bloques incluidos (Crédito: Universidad de Maryland)

Los ingenieros de la Universidad de Maryland han creado un nuevo material aislante capaz de bloquear al menos 10 grados más de calor que el aerogel de espuma de poliestireno o sílice. También es 30 veces más fuerte que el espuma de poliestireno, y parece ser mucho más respetuoso con el medio ambiente.

"Nanowood ", como lo llama el equipo, se produce al tomar ciertos cortes de madera regular –trama de base estadounidense en las pruebas iniciales– y eliminar químicamente toda la lignina de la misma. La lignina aporta el color amarillo / marrón y la dureza que normalmente asocias con la madera. Se elimina por completo cuando se hace un papel perfectamente blanco que no se pone amarillo a medida que envejece.

De hecho, el proceso para producir nanocables es muy similar a la fabricación de papel: la madera se corta, prestando especial atención a su grano, y luego se hierve en hidróxido de sodio y sulfito de sodio, y luego se trata en peróxido de hidrógeno para eliminar la lignina. la mayor parte de la hemicelulosa, y luego se liofiliza para mantener la estructura de la madera, en lugar de hacer puré como lo haría para producir papel.

Con la lignina extraída de un bloque de madera, lo que queda es un manojo blanco y liviano de fibras de celulosa, la estructura similar a un andamio de la madera.

Estas fibras no solo actúan como aislantes extremadamente efectivos que son significativamente mejores para bloquear el calor que los materiales a base de estireno o sílice que se usan típicamente en el aislamiento del hogar, sino que su forma tubular también les otorga propiedades anisotrópicas. El calor puede conducir bastante libremente en línea con las fibras, pero se bloquea de manera muy efectiva en cualquier otra dirección. Por lo tanto, los diseñadores pueden usar esta propiedad para canalizar el calor alrededor del lugar como lo consideren adecuado, y bloquearlo en otro lugar, simplemente cambiando la orientación de las fibras de la madera nuclear.

Es fuerte (30 veces más fuerte que el poliestireno en una dirección en las pruebas de aplastamiento), refleja activamente la luz solar debido a su color blanco y sus fibras de celulosa naturales son hipoalergénicas. También es totalmente biodegradable, y se puede producir en una variedad de formas y tamaños, incluidos bloques, hojas y rollos.

Sin duda, es un material fascinante, pero claramente hay mucho más trabajo por hacer antes de que se convierta en el principal material de aislamiento para el hogar que sus creadores (liderados por el estudiante post-doc Tian Li y el profesor asociado Liangbing Hu) ven que se está convirtiendo.

Para los principiantes, ya que se basa en la madera, es casi seguro que es altamente inflamable, y eso pondrá un freno a las cosas cuando llegue el momento de cumplir con los códigos de construcción. En segundo lugar, no está claro cuánto demora ni cuánto costará el proceso de liofilización que lo separa de la producción de papel. Cualquier aplicación comercial flotaría o se hundiría según el costo y la disponibilidad.

Si se pueden llevar los costos hacia el de espuma de poliestireno, la nanocables podría ofrecer una versión muy superior de la copa de espuma de poliestireno, o un enfriador de cerveza más fino pero más fuerte. Y quién sabe, es posible que algún día lo veamos como material de construcción.

Fuente: Universidad de Maryland

Aislamiento de nanovolumen antes y después de un año en condiciones ambientales normales (Crédito: Universidad de Maryland)

Se pueden producir diferentes formas de nanovolumen en rollos, hojas y bloques incluidos (Crédito: Universidad de Maryland)

Estructura de Nanowood: el calor puede moverse fácilmente a través de estos tubos de túnel, pero no a través de ellos, lo que resulta en fuertes propiedades anisotrópicas (Crédito: Universidad de Maryland)

Nanowood en el laboratorio (Crédito: Universidad de Maryland)

La madera regular atraviesa el proceso de convertirse en nano madera (Crédito: Universidad de Maryland)

El proceso de producción de nanowood (Crédito: Universidad de Maryland)

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