Isolante trmico de madeira supera materiais base de petrleo

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Materiais Avanados

Redação do Site Inovação Tecnológica – 01/08/2022

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Amostra do “isopor de madeira” construdo pela equipe.
[Imagem: Jonas Garemark/KTH]

Madeira termoisolante

Em breve, edifcios e construes comerciais podero se tornar mais eficientes em termos energticos – e ambientalmente sustentveis – usando um material termicamente isolante desenvolvido a partir da madeira.

Recm-desenvolvido por pesquisadores na Sucia, o novo isolante apresentou um desempenho trmico to bom ou at melhor do que os materiais de isolamento comuns base de polmeros, como o poliestireno expandido.

O material consiste em uma madeira integrada a um aerogel. Os aerogis de celulose de madeira no so novidade – os pesquisadores vm desenvolvendo tipos avanados de aerogis e outros compostos com vrias aplicaes nos ltimos anos, incluindo a j famosa madeira transparente.

Mas a equipe garante que seu novo mtodo representa um avano na criao controlada de nanoestruturas termicamente isolantes nos poros da madeira, e faz isto sem a necessidade de substncias adicionais.

“Aerogis fortes de base biolgica podem ser usados para substituir os atuais aerogis baseados em fsseis para super isolamento trmico, contribuindo para a eficincia energtica, bioeconomia e desenvolvimento sustentvel da sociedade,” disse a professora Yuanyuan Li, do Instituto Real de Tecnologia.

E o isolamento de edifcios, com a consequente economia de energia com ar-condicionado, no o nico uso potencial para o aerogel de madeira: Sua estrutura nica permite criar materiais avanados para armazenamento, converso de energia e at engenharia de tecidos.

“Nas embalagens, por exemplo, a espuma plstica, como o poliestireno, ajuda a evitar a transferncia de calor entre os objetos e o ambiente ao redor, de modo a manter as mercadorias frescas durante o transporte,” disse Li. “Mas a formao in situ de redes de nanofibrilas dentro dos espaos vazios da madeira pode resultar em madeira altamente isolante trmica.”

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A chave para a transformao da madeira em um isolamento trmico mais eficiente est na construo de nanoporos em sua estrutura.
[Imagem: Jonas Garemark et al. – 10.1021/acsami.2c04584]

Nanoporos

O processo comea com a deslignificao da madeira – ou seja, a remoo da lignina, que d cor e resistncia madeira – deixando apenas poros ou cavidades vazias.

A reduo da condutividade trmica no material feita dando o prximo passo: Entrar nesses grandes poros vazios e gerar mais nanoporos dentro deles – milhares de nanoporos em cada poro inicial, na verdade.

Essas estruturas nanoporosas so criadas pela dissoluo parcial das paredes celulares, seguida de precipitao controlada. Uma mistura de lquido inico adicionada, para dissolver parcialmente a parede celular antes da adio de gua, o que gera redes de nanofibrilas que tornam a cavidade nanoporosa.

Li afirma que a equipe j alcanou um alto nvel de controle sobre o processo de precipitao, o que significa que eles podem criar o nvel preciso de nanoporosidade para alcanar a condutividade trmica ideal.

Bibliografia:

Artigo: Nanostructurally Controllable Strong Wood Aerogel toward Efficient Thermal Insulation
Autores: Jonas Garemark, Jesus E. Perea-Buceta, Daniel Rico del Cerro, Stephen Hall, Barbara Berke, Ilkka Kilpelinen, Lars A. Berglund, Yuanyuan Li
Revista: Applied Materials & Interfaces
Vol.: 14 (21), 24697-24707
DOI: 10.1021/acsami.2c04584

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