Нанодревесина.
Нанодревесина – это теплоизоляционный материал, изготовленный из мелких обрезанных древесных волокон, из которых удалены лигнин и большая часть гемицеллюлозы.
Свойства и преимущества нанодревесины
Нанодревесина:
Нанодревесина – это теплоизоляционный материал, изготовленный из мелких обрезанных древесных волокон, из которых удалены лигнин и большая часть гемицеллюлозы.
Лигнин и гемицеллюлоза придают древесине цвет и хорошую теплопроводность. Лишившись этих веществ, древесина становится хорошим изолятором и обладает ярко белым цветом. Благодаря своей белизне нанодревесина прекрасно отражает падающий на нее солнечный свет.
Нанодревесина представляет собой скелет из тонких и прочных древесных пустотных параллельных микроканалов. Воздух, а соответственно тепло в нанодревесине перемещается и передается только в направлении (вдоль оси) микроканалов и по ним. Передача тепла и перемещение воздуха в поперечной плоскости и в иных направлениях практически невозможна. А потому нанодревесина может быть использована не только как теплоизоляционный материал, но в силу своей гибкости как материал для передачи и подачи тепла в нужном направлении.
Рис. 1. Внешний вид нанодревесины
@ https://advances.sciencemag.org/content/4/3/eaar3724
Теплопроводность нанодревесины в радиальном направлении (перпендикулярно к нановолокнам) составляет 0,032 ± 0,002 Вт/м·К при 25,3 °С и 0,056 ± 0,004 Вт/м·К при 24,3 °С в осевом направлении. Для сравнения, древесина из американской липы имеет теплопроводность 0,107 ± 0,011 Вт/м·К в радиальном направлении и 0,347 ± 0,035 Вт/м·К в осевом направлении при температуре 22,7 °С.
Структура из микроканалов нанодревесины очень прочна, так что она (нанодревесина) выдерживает нагрузки на раздавливание в 13 МПа в осевом направлении (т.е. в 30 раз больше, чем пенополистирол) и 20 МПа в поперечном направлении.
Технология производства нанодревесины достаточно проста и напоминает технологию производства целлюлозы. В качестве сырья берется обычная древесина и обрабатывается смесью гидроксида натрия NaOH и сульфиnа натрия Na2SO3, нагретой до температуры кипения. Далее для удаления лигнина и большей части гемицеллюлозы древесина обрабатывается пероксидом водорода H2O2. При этих процессах хорошо сохраняется микроструктура древесины. Затем, древесина подвергается лиофилизации (сублимационной сушке).
Свойства и преимущества нанодревесины:
– очень гибкий материал. Пластину из нанодревесины толщиной 1 мм и более можно свернуть в трубку,
– легкий материал. Ее плотность составляет порядка 0,130 г/см3,
– обладает высокой механической прочностью. Выдерживает давление в 13 МПа в осевом направлении и 20 МПа в поперечном направлении,
– по своим теплоизоляционным свойствам превосходит пенопласт и пенополистирол. Обладает чрезвычайно низкой теплопроводностью: 0,03 Вт/м·К в поперечном направлении (перпендикулярно к нановолокнам) и примерно в два раза более высокой теплопроводностью 0,06 Вт/м·К в осевом направлении,
– подвержена биологического разложению,
– экологически чистая,
– безвредна для человека и окружающей среды,
– обладает белым цветом как бумага, хорошо отражает солнечный свет,
– гипоаллергенна,
– как и обычная древесина нанодревесина является горючим материалом.
Ссылки на источники:
Ниже указаны ссылки на источники:
Примечание: © Фото https://www.pexels.com, https://pixabay.com, https://advances.sciencemag.org/content/4/3/eaar3724