En dag snart kan byggnader bli mer energieffektiva – och miljömässigt hållbara – med isoleringsmaterial framtaget av trä av forskare i Sverige. Det nyutvecklade materialet erbjuder lika bra eller till och med bättre värmeprestanda än vanliga plastbaserade isoleringsmaterial, enligt forskare som nyligen rapporterade i ACS Applied Materials &Interfaces .

Yuanyuan Li, biträdande professor vid Wallenberg Wood Science Center, Kungliga Tekniska Högskolan i Stockholm, säger att det nya isoleringsmaterialet är ett aerogelintegrerat trä som är tillverkat utan att tillsätta ytterligare ämnen.

Träcellulosaaerogeler i sig är inget nytt – forskare har utvecklat avancerade typer av aerogeler och andra kompositer under de senaste åren i Wallenberg Wood Science Center vid KTH – men Li säger att den nya metoden representerar ett genombrott i kontrollerat skapande av isolerande nanostrukturer i porer av trä.

"Biobaserade starka aerogeler skulle kunna användas för att ersätta nuvarande fossilbaserade aerogeler för supervärmeisolering, vilket bidrar till energieffektivitet, bioekonomi och hållbar samhällsutveckling", säger Li.

Processen börjar med att delignifiera träet – det vill säga att ta bort ligninet som ger trä dess färg och styrka, och lämnar efter sig tomma porer eller lumen. Att minska värmeledningsförmågan i materialet görs genom att ta nästa steg – att komma in i dessa stora tomma porer och generera fler nanoporer inuti dem – tusentals av dem, faktiskt.

Dessa nanoporösa strukturer skapas genom partiell upplösning av cellväggarna följt av kontrollerad nederbörd, säger hon. En jonisk vätskeblandning (IL) tillsätts för att delvis lösa upp cellväggen innan vatten tillsätts, vilket genererar nanofibriller som gör lumen nanoporös.

Li säger att forskarna utvecklade en hög nivå av kontroll över utfällningsprocessen, vilket innebär att de kan skapa den exakta nivån av nanoporositet för att uppnå idealisk värmeledningsförmåga.

Byggnadsisolering är inte den enda potentiella användningen av aerogelen. Li säger att den unika strukturen möjliggör avancerade material för energilagring och omvandling, och till och med vävnadsteknik. "I förpackningar hjälper till exempel plastskum som polystyren till att förhindra värmeöverföring mellan föremål och den omgivande miljön, så det kan hålla varor svala under transporten", säger hon.

"Men in situ-bildning av nanofibriller i träs tomma utrymmen kan resultera i att trä är mycket värmeisolerande." + Utforska vidare

Forskningsteamet utvecklar träbaserat skum för att hålla byggnader svalare