Исследователи разработали экологически чистый материал на растительной основе, который превосходит традиционный пенопласт по теплоизоляционным и механическим показателям. Он сохраняет свои свойства под действием воды и высокой температуры.
Пенополистирол (традиционный пенопласт) применяется в различных сферах, от материалов для строительства и транспорта до кофейных чашек и упаковок. При этом он зависит от нефти, содержит токсичные вещества и загрязняет окружающую среду.
Работая над созданием эффективной альтернативы, команда из Университета штата Вашингтон разработала материал, который на 74% состоит из нанокристаллов целлюлозы из древесной массы. Еще 7,5% приходится на поливиниловый спирт, который связывается с кристаллами наноцеллюлозы и повышает эластичность структуры. Оставшиеся 18,5% занимает сшивающий агент.
Полученная композитная пена имеет однородную клеточную структуру, что делает ее хорошим изолятором. Ее теплопроводность равна 0,027 Вт/(м∙К), что превосходит показатели традиционного пенополистирола. Новый материал также очень легкий и может выдерживать вес в 200 раз больше собственного, не меняя форму. Он хорошо разлагается, а при сжигании не образует загрязняющий пепел.
Команда также разработала простой процесс производства, используя воду в качестве растворителя, а нанокристаллы целлюлозы получала путем кислотного гидролиза.
Далее ученые займутся повышением прочности и долговечности материала, разрабатывая новые составы. Они также планируют использовать недорогое сырье, чтобы экологичный пенопласт можно было производить в промышленных масштабах.
Напомним, что ранее исследователи изготовили тонкие полимерные пленки, которые проводят тепло лучше многих металлов и керамики.