木材成為新絕緣材料,隔熱效果比保麗龍好.jpg

科學家設計出以木材製成的絕緣材料,便宜、堅固且可生物降解,隔熱效果比保麗龍還要好,團隊稱這種新型絕緣材料為「Nanowood」。


想辦法在夏天將熱隔絕在室外、冬天將熱保留在室內,是現代建築主要思考的問題之一,但目前使用的絕緣材料通常價格昂貴、無法被生物降解,最終可能成為垃圾掩埋場永久會員,或是對人體有害的化學物質,因此科學家一直致力於尋找更便宜、環保的替代材料。


馬裡蘭大學材料科學與工程系助理教授 Liangbing Hu 領導的研究將目光瞄向奈米纖維素(nanocellulose),這是植物細胞壁中堅硬的碳水化合物,使樹幹變得堅固高大,而團隊做的就只是從植物細胞壁中除去兩種成分:天然聚合物木質素(lignin)與半纖維素(Hemicellulose),少了非常擅長傳導熱量的木質素,木材立刻變成非常可怕的絕緣體。


絕緣力量在於木材結構組成。將木質素從木塊中取出後,剩下的就是束狀白色纖維素纖維(cellulose fiber),即木材本身骨架,這種管狀結構讓水、營養物質和熱量沿著一個方向運輸,卻跑也跑不出去,若再經加工處理則更加難以傳導熱量。


研究人員發現,這樣的新絕緣材料效果比保麗龍還強,《New Scientist》報導,其隔熱能力比環氧樹脂、羊毛和玻璃還要好幾百倍。

Nanowood 與二氧化矽氣凝膠、保麗龍的隔熱性能比較.jpg

 

▲ Nanowood 與二氧化矽氣凝膠、保麗龍的隔熱性能比較。


目前實驗測試的樣品大小為長15公分、厚2公分,但研究人員表示,它可以製成任何尺寸或形狀(塊狀、片狀、捲狀都行),和市面常見絕緣材料相比,Nanowood的優點包括更堅固(能承受13兆帕的壓力,比保麗龍強30倍)、製造成本每平方公尺只需7.44美元、輕巧、可生物降解,以後可以嘗試當作飛機、太空探測器、汽車或摩天大樓的絕緣材料。


只不過,木材材料肯定是高度易燃的,想落實應用到建築恐怕沒有想像中簡單。這份論文發表在《Science Advances》期刊。

 

 

 


作者 Emma stein
https://technews.tw/2018/03/14/nanowood-insulating-material-hemicellulose-cellulose-fiber-lignin

 

 

 

 

 

 

 

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