El poliestireno expandido (o "espuma de poliestireno") es un excelente aislante. Es por eso que es un material popular para aislar edificios, y por qué esas pequeñas tazas baratas de café deli todavía te queman la lengua después de 30 minutos. Pero su registro ambiental deja algo que desear. No es biodegradable, es dañino para los animales que lo comen accidentalmente y está hecho de posibles carcinógenos.
Investigadores de la Universidad de Maryland han desarrollado un material aislante súper ligero que, según dicen, podría ser una alternativa mejor y más ecológica. El material, hecho de pequeñas fibras de madera, se llama nanowood. Bloquea el calor al menos 10 grados mejor que la espuma de poliestireno o el aerogel de sílice, un aislante común, y puede tomar al menos 30 veces más presión que la espuma de poliestireno o el aerogel de sílice antes de ser aplastado.
Trabajando en el laboratorio del científico de materiales Liangbing Hu, el investigador postdoctoral Tian Li es el autor principal del estudio, publicado este mes en la revista Science Advances .
"A lo mejor de nuestro conocimiento, la fuerza de nuestra nanoalimentación representa el valor más alto entre los materiales súper aislantes disponibles", escribieron los autores del estudio.
Tian Li, a la izquierda, y Liangbing Hu sostienen piezas de nanowood. (Hua Xie / Universidad de Maryland) Hu y su equipo habían estado trabajando en nanocelulosa, las versiones de tamaño nanométrico del material fibroso que endurece las plantas y los árboles. La nanocelulosa tiene una impresionante relación resistencia / peso, aproximadamente ocho veces mayor que la del acero.
Para el nanowood, el equipo eliminó la lignina, el polímero que mantiene unida la celulosa de la madera. La eliminación de la lignina, un conductor de calor, le dio al producto resultante potentes capacidades de aislamiento. También convirtió el producto en blanco, lo que significa que refleja la luz.
Los investigadores creen que nanowood tiene un enorme potencial como material de construcción ecológico. Usarlo podría potencialmente "ahorrar miles de millones" en costos de energía, dice Li. Además de usarlo donde se usan aislantes tradicionales como espuma de poliestireno, se pueden enrollar y dar forma a finas tiras de nanoalimentación para aislar el interior de las tuberías u otros espacios curvos. Y a diferencia de los aislantes de vidrio o lana, nanowood no irrita los pulmones ni causa reacciones alérgicas.
"Lo que me parece impresionante sobre nanowood, como se describe en el artículo, es que el proceso de tratamiento que desarrollaron los autores les permite mantener las características clave de la madera, en particular su estructura jerárquica a través de escalas de longitud desde nano a macro, al tiempo que altera dramáticamente otras propiedades clave, particularmente la conductividad térmica y la reflectividad óptica ", dice Mark Swihart, profesor de ingeniería química y biológica en la Universidad de Buffalo que estudia nanomateriales.
La recreación sintética de las estructuras jerárquicas de materiales naturales como la madera es extremadamente difícil, dice Swihart, pero el proceso de la Universidad de Maryland parece ser más simple y escalable que la mayoría de los métodos para producir materiales nanoestructurados.
Swihart cree que nanowood algún día puede ser un material útil en el mercado comercial, pero puede ser un tiempo. "En el futuro previsible, el material será inherentemente más costoso que las alternativas ya producidas a gran escala, como varios tipos de tableros de espuma", dice. "Aunque puede superar a esas alternativas, si realiza la misma función básica, entrar en el mercado será muy difícil".
El equipo de la Universidad de Maryland es más optimista sobre el potencial a corto plazo de nanowood. Dicen que el material se puede producir de manera bastante barata y rápida utilizando árboles de rápido crecimiento como la balsa. El equipo está trabajando actualmente en aplicaciones comerciales y espera que un producto esté disponible en aproximadamente un año.
