Super-izolująca pianka do ocieplania budynków

Stworzono materiał o piankowatej strukturze, będący świetnym, a w dodatku ognioodpornym, izolatorem ciepła. Powstał przez wspólne zamrażanie nanowłókien celulozowych, tlenku grafenu i glinianych nanoprętów. Ten materiał posiada znacznie mniejsze przewodnictwo cieplne niż polistyren i poliuretany. W przeciwieństwie do wymienionych materiałów nie musi być impregnowany organicznymi środkami zmniejszającymi palność. Jest wytrzymały mechanicznie i może utrzymać znaczne obciążenie. Twórcy materiału uważają, że może być instalowany na starszych budynkach bez naruszania koncepcji architektonicznej.

Super-izolująca pianka do ocieplania budynków

Lennart Bergström wraz ze współpracownikami z Uniwersytetu w Sztokholmie wyprodukował wysoce porowatą piankę poprzez zamrażanie mieszaniny zawiesin tlenku grafenu, nanoprętów sepiolitu i nanowłókien celulozowych pozyskanych z drewna. Nanomateriały są rozprowadzane równomiernie w całej strukturze, zwiększając wytrzymałość mechaniczną pianki oraz odporność na wilgoć i ogień. Przewodnictwo cieplne pianki jest tak niskie, że do izolacji domu potrzebna jest  o połowę mniejsza jej ilość, niż w przypadku styropianu.

„Wszystkie elementy tego materiału są w skali nano, która jest niezbędna do uzyskania niezwykłych właściwości izolujących,” mówi Bergström. „Sepiolit oraz glina nadają przede wszystkim właściwości ognioodpornych, tlenek grafenu ma na celu poprawę wytrzymałości i ognioodporności oraz zminimalizować przewodnictwo termiczne. Celuloza to materiał pomocniczy, który sam w sobie posiada wytrzymałość i niskie przewodnictwo cieplne.” Czwartym składnikiem jest kwas borowy, który działa jako czynnik sieciujący, zwiększający wytrzymałość materiału oraz zmniejszający wrażliwość na wilgoć.

„Osiągnięcie tych ludzi jest wyjątkowe,” mówi Jaime Grulan, inżynier materiałowy z Texas A&M University w USA. „Oni stworzyli coś, co jest aerożelem, jednocześnie jest wytrzymałe i posiada niższe przewodnictwo cieplne. Zaletą jest również niepalność.”

„Materiał taki jak ten nie potrzebuje dodatkowych środków zmniejszających palność. Obecnie w USA zakazane jest dodawanie różnych bromowanych środków, które pełnią takie funkcje. Europa pod tym względem jest jeszcze bardziej restrykcyjna,” mówi Jaime. Ten nowy materiał może poprawić efektywność energetyczną budynków, jak mówi Grunlan „Potrzebne są podobne rodzaje materiałów do wykorzystania w samolotach, statkach i pociągach. Jeżeli chcemy utrzymać ciepło lub zimno, można to zrobić bardziej efektywnie z odpowiednią izolacją. Może być to także dobry izolator dźwięku.”

„Koszt produkcji materiału nie powinien być problemem”, twierdzi Grunlan. Zgadza się z nim Bergström: „Koszt nanocelulozy cały czas spada, gliny są tanie, podobnie jak i tlenek grafenu, poza tym możemy wykorzystywać różne źródła węgla,” mówi. „Kluczową kwestią jest opracowanie technologii do masowej produkcji.”

„W masowej produkcji, prawdopodobnie odejdziemy od zamrażania odlewu.” Mówi Bergström. „Istnieje wiele opracowanych już metod technologii wytwarzania pianki, ale wciąż szukamy bardziej niestandardowych. Chcemy opracować technologię produkcji ciągłej, zachowując równocześnie odpowiednie właściwości materiału.”

  1. B.Wicklein et al. Nat. Nanotechnol., 2014, DOI:10.1038/nnano.2014.248
  2. http://www.rsc.org/chemistryworld/2014/11/homes-can-wrap-warm-super-insulating-foam

Opracowała: Olga Polakowska

Korekta: Maciej Bielak-Wolanin

Bookmark the permalink.

Dodaj komentarz

Twój adres email nie zostanie opublikowany. Pola, których wypełnienie jest wymagane, są oznaczone symbolem *


*