Binnenkort zouden gebouwen energiezuiniger en ecologisch duurzamer kunnen worden met isolatiemateriaal dat door onderzoekers in Zweden is ontwikkeld uit hout. Het nieuw ontwikkelde materiaal biedt even goede of zelfs betere thermische prestaties dan gewone isolatiematerialen op basis van plastic, volgens onderzoekers die recentelijk hebben gerapporteerd in ACS Applied Materials &Interfaces .

Yuanyuan Li, een assistent-professor aan het Wallenberg Wood Science Center, KTH Royal Institute of Technology in Stockholm, zegt dat het nieuwe isolatiemateriaal een aerogel-geïntegreerd hout is dat is gemaakt zonder toevoeging van extra stoffen.

Aerogels van houtcellulose zelf zijn niets nieuws - onderzoekers hebben de afgelopen jaren geavanceerde soorten aerogels en andere composieten ontwikkeld in het Wallenberg Wood Science Center van KTH - maar Li zegt dat de nieuwe methode een doorbraak betekent in het gecontroleerd creëren van isolerende nanostructuren in de poriën van hout.

"Op biogebaseerde sterke aerogels kunnen worden gebruikt om de huidige aerogels op fossiele basis te vervangen voor superthermische isolatie, wat bijdraagt ​​aan energie-efficiëntie, bio-economie en duurzame ontwikkeling van de samenleving", zegt Li.

Het proces begint met het deligniseren van het hout, dat wil zeggen, het verwijderen van de lignine die het hout zijn kleur en sterkte geeft, waardoor lege poriën of lumen achterblijven. Het verminderen van de thermische geleidbaarheid in het materiaal wordt gedaan door de volgende stap te nemen - in deze grote lege poriën komen en meer nanoporiën erin genereren - duizenden, in feite.

Deze nanoporeuze structuren ontstaan ​​door gedeeltelijke ontbinding van de celwanden, gevolgd door gecontroleerde neerslag, zegt ze. Een mengsel van ionische vloeistoffen (IL) wordt toegevoegd om de celwand gedeeltelijk op te lossen voordat water wordt toegevoegd, waardoor nanofibrillennetwerken ontstaan ​​die het lumen nanoporeus maken.

Li zegt dat de onderzoekers een hoge mate van controle over het neerslagproces hebben ontwikkeld, wat betekent dat ze het precieze niveau van nanoporositeit kunnen creëren om de ideale thermische geleidbaarheid te bereiken.

Isolatie van gebouwen is niet het enige potentiële gebruik voor de aerogel. Li zegt dat de unieke structuur geavanceerde materialen mogelijk maakt voor energieopslag en -conversie, en zelfs weefselengineering. "In verpakkingen bijvoorbeeld helpt plastic schuim zoals polystyreen warmteoverdracht tussen objecten en de omgeving te voorkomen, zodat het goederen koel kan houden tijdens de verzending", zegt ze.

"Maar in situ vorming van nanofibrilnetwerken in de lege ruimtes van hout kan ertoe leiden dat hout zeer thermisch isolerend is." + Verder verkennen

Onderzoeksteam ontwikkelt schuim op houtbasis om gebouwen koeler te houden