Les scientifiques ont conçu un matériau d'isolation thermique en bois qui est à la fois léger et solide et entièrement fabriqué à partir de minuscules, fibres de bois décapées.

Le nanobois, décrit dans le journal Avancées scientifiques , pourrait un jour être utilisé pour construire des bâtiments plus économes en énergie. C'est bon marché et biodégradable, trop.

"La nature produit ce genre de matière, " a déclaré l'auteur principal Liangbing Hu, un scientifique et ingénieur des matériaux à l'Université du Maryland à College Park.

La gestion de la chaleur est un enjeu majeur dans les villes que nous construisons. Il est difficile de garder la chaleur à l'intérieur en hiver et de la garder à l'extérieur en été. Les matériaux isolants actuellement utilisés sont souvent très coûteux à fabriquer, à la fois en termes d'argent et d'énergie. Ils ne sont généralement pas biodégradables et contribuent finalement à la croissance de nos décharges. Les scientifiques ont donc essayé de trouver des produits moins chers, options plus respectueuses de l'environnement.

Hu a sondé les propriétés de la nanocellulose, versions nanométriques de la cellulose, l'hydrate de carbone tenace dans les parois cellulaires des plantes qui permet aux troncs d'arbres de devenir forts et hauts. À ces échelles incroyablement petites, les fibres de cellulose peuvent revêtir des caractéristiques remarquables, y compris un rapport résistance/poids qui est environ huit fois celui de l'acier.

Hu et son équipe ont déjà développé une solide, matériau dense qu'ils ont appelé super bois, en partie en éliminant une partie de la lignine du bois, un polymère complexe qui maintient la cellulose du bois ensemble, presque comme de la colle et de l'hémicellulose, un autre composant du tissu ligneux.

Mais pour ce projet, Hu et ses collègues ont éliminé toute la lignine et la majeure partie de l'hémicellulose. La lignine est très bonne pour conduire la chaleur, ce qui signifie que ce serait un terrible isolant. Sans toute cette lignine, la matière ligneuse est devenue d'un blanc pur, lui permettant de réfléchir la lumière entrante plutôt que de l'absorber (ce qui aide également à bloquer la chaleur).

Le secret des pouvoirs isolants du nanowood réside en partie dans sa structure. La mousse de polystyrène est isotrope :elle a fondamentalement la même apparence sous n'importe quel angle. Mais le nanobois est anisotrope :les fibres sont regroupées en parallèle, il semble donc très différent sous différents angles. La chaleur peut monter et descendre facilement des fibres, mais ne peut pas facilement les traverser, notamment à cause des vides d'air laissés après élimination de toute la charge ligneuse (lignine et hémicellulose).

Les scientifiques ont découvert que le nanobois était tout aussi bon isolant que la mousse de polystyrène - légèrement meilleur, même. Il surclassait de loin les autres matériaux, trop.

En plus de ça, le nanowood était également léger et pouvait résister à des pressions de 13 mégapascals. C'est environ 50 fois plus que les isolants comme la mousse de cellulose et plus de 30 fois plus que le plus résistant des matériaux d'isolation thermique utilisés dans le commerce, ils ont dit.

"Au meilleur de nos connaissances, la résistance de notre nanowood représente la valeur la plus élevée parmi les matériaux super isolants disponibles, ", ont écrit les auteurs de l'étude.

Encore mieux, la nanocellulose est facilement disponible et relativement bon marché à traiter, coûtant potentiellement aussi peu que 7,44 $ le mètre carré. (La clé pour le maintenir durable, Hu a ajouté, serait de récolter des arbres à croissance rapide comme le balsa, et laissez les arbres à croissance lente tranquilles.) Dans les bonnes conditions, les bactéries peuvent le manger, le rendant biodégradable.

"Lorsque l'épaisseur est inférieure à 1 mm, la tranche de nanowood peut être roulée et pliée, le rendant adapté aux scénarios qui nécessitent de la flexibilité, tels que les pipelines dans les usines chimiques et les centrales électriques, " ont écrit les auteurs.

Hu a dit qu'un si fort, poids léger, un matériau biodégradable thermiquement isolant pourrait avoir une multitude d'utilisations futures. Il pourrait être utilisé pour construire des gratte-ciel, fabriquer des voitures, même protéger l'électronique sensible à la chaleur, que ce soit sur Terre ou dans l'espace.

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