木材成為新絕緣材料,隔熱效果比保麗龍好

作者 | 發布日期 2018 年 03 月 14 日 17:55 | 分類 材料 , 材料、設備 , 零組件 follow us in feedly

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、冬天將熱慰留在室內,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。

馬里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。

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,木材材料肯定高度易燃,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。

(首圖來源:線上論文