NGHIÊN CỨU - ỨNG DỤNG

Gỗ nano có thể giảm phát thải cacbon

27/03/2018 - 03:28 CH

Các nhà nghiên cứu tại trường Đại học Maryland đã thiết kế được vật liệu gỗ cách nhiệt vừa nhẹ và lại chắc, hoàn toàn từ sợi gỗ nhỏ tách rời. Loại gỗ nano này trong tương lai sẽ được sử dụng để xây dựng các tòa nhà tiêu thụ năng lượng hiệu quả. Bên cạnh đó, gỗ nano cũng có giá thành rẻ và có thể phân hủy sinh học. Nghiên cứu đã được công bố trên Tạp chí Science Advanced.

Kiểm soát nhiệt là vấn đề chủ yếu tại các thành phố. Giữ nhiệt trong nhà vào mùa đông và tản nhiệt ra ngoài vào mùa hè là việc làm khó khăn. Vật liệu cách nhiệt hiện được sử dụng thường có chi phí sản xuất đắt đỏ. Hơn nữa, vật liệu này thường không phân hủy sinh học và cuối cùng được đưa đến các bãi chôn lấp. Do đó, các nhà khoa học đang cố gắng tìm ra những biện pháp thay thế giá rẻ và thân thiện với môi trường.

Nhóm nghiên cứu tại trường Đại học Maryland đã chế tạo được vật liệu chắc chắn được gọi là siêu gỗ bằng cách loại bỏ một phần lignin của gỗ - loại polymer duy trì liên kết xenlulô trong gỗ, gần giống như keo và hemixenlulô, một thành phần khác của mô gỗ.

Nhưng đối với dự án này, các nhà khoa học đã loại bỏ toàn bộ lignin và hầu hết hemixenlulô. Lignin dẫn nhiệt rất tốt, nghĩa là có thể sẽ trở thành chất cách nhiệt rất hiệu quả. Không có tất cả các lignin đó, vật liệu gỗ chuyển sang màu trắng tinh, cho phép phản xạ ánh sáng đi đến hơn là hấp thụ ánh sáng (cũng giúp ngăn chặn nhiệt).

Bí mật về khả năng cách nhiệt của gỗ nano một phần nằm ở cấu trúc. Xốp styrofoam có tính chất đẳng hướng, nên về cơ bản giống nhau từ mọi góc độ. Nhưng gỗ nano lại có tính chất dị hướng: Các sợi được bó song song với nhau, do đó, trông khác nhau từ nhiều góc độ. Nhiệt có thể dễ dàng di chuyển lên trên và xuống dưới sợi, nhưng không thể đi qua chúng, là vì khe hở tạo thành sau khi loại bỏ chất làm đầy bằng gỗ (lignin và hemixenlulô).

Các nhà khoa học đã phát hiện ra rằng gỗ nano tốt như chất cách nhiệt styrofoam và thậm chí còn nhẹ hơn và cũng được đánh giá cao hơn các vật liệu khác. Gỗ nano chịu được áp suất 13 Mpa. Nanoxenlulô có giá thành chế biến tương đối rẻ với chi phí 7,44 USD/m². Trong các điều kiện phù hợp, vi khuẩn ăn nanoxenlulô, khiến nó có thể phân hủy sinh học.

Theo Liangbing Hu, nhà khoa học vật liệu và là đồng tác giả nghiên cứu, vật liệu phân hủy sinh học chắc chắn, trọng lượng nhẹ và cách nhiệt sẽ có nhiều ứng dụng trong tương lai. Nó có thể được sử dụng để xây các tòa nhà chọc trời, chế tạo ô tô và thậm chí bảo vệ các thiết bị điện tử dễ bị nhiệt tác động ở trên Trái đất hoặc trong không gian.

VLXD.org (TH/ Nasati)