Insulwood – izolacyjne drewno!

Materiały o znacznym stopniu porowatości (przekraczającym 0,9) efektywnie izolują akustycznie i ograniczają przenoszenie ciepła, co stanowi pożądaną właściwość w kontekście materiałów używanych w budownictwie. Niemniej jednak tego rodzaju materiały zwykle są tworzone z wykorzystaniem pianek ropopochodnych, takich jak poliuretany, ekspandowane lub ekstrudowane pianki polistyrenowe, lub też z wełny mineralnej. W procesie ich produkcji często pojawiają się zanieczyszczenia, np. SO_X i NO_X, co może wpływać negatywnie na zdrowie ze względu na możliwość wdychania mikrowłókien i cząstek. Ponadto tradycyjne techniki wytwarzania tych materiałów zwykle wymagają wysokich temperatur, co prowadzi do istotnej emisji dwutlenku węgla.

W tym roku zespół naukowców o zróżnicowanej specjalizacji i pochodzący z różnych instytucji (głównie z Uniwersytetu w Maryland i Centrum Innowacji Materiałowych) pod kierownictwem Liangbing Hu oraz Herberta Rabina, opracował innowacyjny materiał o nazwie insulwood. 

Ten skalowalny, silnie porowaty i ekonomiczny materiał ma zastosowanie w izolacji termicznej oraz redukcji hałasu w budynkach. Insulwood otrzymuje się z drewna, które poddawane jest procesowi usuwania naturalnych składników, takich jak lignina i hemiceluloza, jednocześnie zachowując hierarchiczną strukturę włókien celulozowych. Ten szybki proces trwa zaledwie godzinę. Badania te zostały opublikowane w czasopiśmie "Nature Sustainability" 9 stycznia 2023 roku. Wiodącymi naukowcami w tym przedsięwzięciu są dr Xinpeng Zhao i dr Yu Liu, adiunkci z wydziału inżynierii materiałowej na Uniwersytecie Maryland.

Właściwości insulwood

Insulwood posiada charakterystyczne właściwości, takie jak wyjątkowo wysoka porowatość przekraczająca 0,93, niska przewodność cieplna wynosząca 0,038 W/(m·K) oraz znacząca wytrzymałość na ściskanie na poziomie 1,5 MPa. Te wartości są imponujące w porównaniu do standardowych materiałów porowatych. Co więcej, drewno insulwood ma zdolność do efektywnego tłumienia dźwięków, ze współczynnikiem absorpcji dźwięku około 10-krotnie wyższym niż w przypadku naturalnego drewna i 2-5-krotnie wyższym niż w konwencjonalnych materiałach porowatych.

Nowa innowacyjna odmiana drewna izolacyjnego oparta na celulozie prezentuje się jako przystępne cenowo oraz trwałe rozwiązanie. Charakteryzuje się ona niską przewodnością cieplną, zdolnością do efektywnego pochłaniania dźwięku, wyjątkową wytrzymałością mechaniczną oraz ograniczoną emisją dwutlenku węgla. Te właściwości pozwalają na zastąpienie konwencjonalnych materiałów porowatych zarówno w kontekście konstrukcji budowlanych, jak i w przemyśle, gdzie znajdzie zastosowanie m.in. w magazynowaniu energii cieplnej czy izolacji rur olejowych.

Źródło: Uniwersytet Maryland.