Polistirena yang diperluas (atau "Styrofoam") adalah penebat yang sangat baik. Itulah sebabnya ia adalah bahan yang popular untuk penebat bangunan-dan mengapa mereka cawan kecil murah kopi deli masih membakar lidah anda selepas 30 minit. Tetapi rekod persekitarannya meninggalkan sesuatu yang dikehendaki. Ia tidak boleh rosak, berbahaya kepada haiwan yang tidak sengaja memakannya, dan terbuat dari karsinogen berpotensi.
Penyelidik di University of Maryland telah membangunkan bahan penebat super ringan yang mereka katakan dapat menjadi alternatif yang lebih baik dan mesra alam. Bahan yang terbuat dari gentian kayu kecil, dipanggil nanowood. Ia menyekat haba sekurang-kurangnya 10 darjah lebih baik daripada Styrofoam atau silika airgel, penebat umum, dan ia boleh mengambil sekurang-kurangnya 30 kali lebih banyak tekanan daripada Styrofoam atau silika airgel sebelum dihancurkan.
Bekerja di makmal bahan saintis Liangbing Hu, penyelidik postdoctoral Tian Li adalah penulis utama dalam kajian itu, yang diterbitkan bulan ini dalam jurnal Science Advances .
"Sepanjang pengetahuan kita, kekuatan nanowood kita mewakili nilai tertinggi di antara bahan penebat super yang ada, " tulis penulis kajian.
Tian Li, kiri, dan Liangbing Hu memegang potongan nanowood. (Hua Xie / University of Maryland) Hu dan pasukannya telah bekerja pada nanocellulose, versi nano bersaiz bahan berserabut yang membuat tumbuhan dan pokok tegar. Nanoselulosa mempunyai nisbah kekuatan ke berat yang mengagumkan, kira-kira lapan kali ganda lebih besar daripada keluli.
Bagi nanowood, pasukan itu mengeluarkan lignin, polimer yang memegang selulosa kayu bersama-sama. Mengeluarkan lignin, konduktor haba, memberikan keupayaan penebat yang dihasilkan oleh produk yang dihasilkan. Ia juga menjadikan produk putih, yang bermaksud ia mencerminkan cahaya.
Para penyelidik berfikir nanowood mempunyai potensi besar sebagai bahan bangunan hijau. Menggunakannya berpotensi "menjimatkan berbilion" dalam kos tenaga berkata Li. Selain menggunakannya di mana penebat tradisional seperti Styrofoam digunakan, jalur nipis nanowood boleh digulung dan dibentuk untuk melindungi bahagian dalam paip atau ruang melengkung lain. Dan tidak seperti penebat kaca atau bulu, nanowood tidak mengganggu paru-paru atau menyebabkan reaksi alergi.
"Apa yang saya dapati tentang nanowood, seperti yang dijelaskan di dalam kertas, adalah bahawa proses rawatan yang dikembangkan penulis membolehkan mereka untuk mengekalkan ciri-ciri utama kayu-terutamanya struktur hierarki di seluruh skala panjang dari nano ke makro, sementara secara dramatik mengubah sifat-sifat utama lain, terutamanya kekonduksian haba dan pemantulan optikal, "kata Mark Swihart, seorang profesor kejuruteraan kimia dan biologi di Universiti Buffalo yang mengkaji nanomaterials.
Secara sintetis mencipta struktur hierarki bahan semula jadi seperti kayu sangat sukar, kata Swihart, tetapi proses University of Maryland nampaknya lebih mudah dan lebih berskala daripada kebanyakan kaedah menghasilkan bahan nanostructured.
Swihart fikir nanowood mungkin satu hari menjadi bahan yang berguna di pasaran komersial, tetapi mungkin seketika. "Untuk masa hadapan, bahan ini sememangnya akan menjadi lebih mahal daripada alternatif yang telah dihasilkan secara besar-besaran, seperti pelbagai jenis papan buih, " katanya. "Walaupun ia mungkin mengungguli alternatif tersebut, jika ia melaksanakan fungsi asas yang sama, maka memasuki pasaran akan sangat mencabar."
Pasukan University of Maryland lebih optimistik mengenai potensi jangka pendek nanowood. Mereka mengatakan bahan itu dapat dihasilkan dengan harga yang murah dan dengan cepat menggunakan pokok yang cepat tumbuh seperti balsa. Pasukan kini sedang menjalankan aplikasi komersil dan mengharapkan produk boleh didapati dalam setahun atau lebih.
