Il "nanolegno", un’invenzione che potrebbe migliorare l’efficienza energetica delle nostre case

La gestione del calore nelle nostre case è un fattore che ha enormi ripercussioni energetiche ed economiche. L’inverno vorremmo che il calore delle nostre abitazioni non si disperdesse verso l’esterno, mentre l’estate preferiremmo impedire l’ingresso di calore nelle nostre case. Per ottenere questo risultato gli edifici moderni vengono progettati e costruiti facendo attenzione all’efficienza dell’isolamento termico, poiché ridurre la dispersione del calore significa una considerevole diminuzione dei consumi energetici con un conseguente beneficio ambientale, dato che si ridurrebbero i consumi di combustibile da fonte fossile.
I materiali isolanti attualmente in uso presentano diversi svantaggi, quali l’elevato costo energetico ed economico per la produzione e il fatto che in genere non sono biodegradabili e, in ultima analisi, contribuiscono alla crescita delle discariche. Negli ultimi anni la ricerca ha concentrato i propri sforzi nello sviluppo di nuovi materiali che potessero risolvere questi aspetti problematici.
Un gruppo di ricerca dell’Università del Maryland potrebbe aver trovato la soluzione, grazie allo sviluppo di un nanomateriale termoisolante composto interamente da fibre di legno, che è allo stesso tempo leggero e robusto.
Alla base di questo nuovo materiale c’è la nanocellulosa, cioè fibrille di dimensioni nanometriche di cellulosa (carboidrato presente nelle piante), che fu scoperta nel 1980 e da allora è stata ampiamente studiata per le sue eccezionali proprietà isolanti e meccaniche.
La novità in questo lavoro, recentemente pubblicato in Science Advances, è rappresentata dal processo sviluppato per ottenere nanocellulosa in grande quantità. Gli autori dello studio sono riusciti a produrre un materiale, che hanno chiamato “nanowood” (nanolegno), composto da nanofibre di cellulosa perfettamente allineate, partendo dal legno naturale e rimuovendone chimicamente emicellulosa (polisaccaride a basso peso molecolare e costituito da differenti zuccheri) e lignina. La lignina è un polimero complesso che tiene insieme la cellulosa nel legno, come fosse una colla, e possiede un’alta capacità di trasmettere il calore (conducibilità termica), quindi la sua rimozione aumenta le proprietà isolanti della rimanente cellulosa. Le eccezionali proprietà del nanowood sono in parte dovute alla sua struttura, poiché si tratta di un materiale anisotropo, cioè le sue caratteristiche fisiche cambiano a seconda della direzione. Le fibre di cellulosa sono infatti raggruppate insieme in parallelo, permettendo al calore di viaggiare facilmente lungo le fibre, e impedendogli di attraversarle, in parte a causa dei vuoti d’aria formatisi dalla rimozione della lignina e dell’emicellulosa.
Gli studi effettuati sul nanowood hanno dimostrato che possiede proprietà isolanti maggiori rispetto ad altri materiali attualmente impiegati, come lo Styrofoam, un materiale polimerico di sintesi. Inoltre è un materiale leggero con una resistenza alla pressione molto superiore a quella del miglior materiale isolante commercialmente disponibile. La nanocellulosa è un materiale ampiamente disponibile e con un costo potenziale di soli 7.44 dollari per metro quadrato, ed è completamente biodegradabile.
Il nanolegno combina proprietà quali robustezza, leggerezza, termoisolamento e biodegradabilità che lo rendono ideale per potenziali applicazioni nell’edilizia, nell’industria automobilistica e persino per la protezione dell’elettronica sensibile al calore.
 



Be the first to comment on "Il "nanolegno", un’invenzione che potrebbe migliorare l’efficienza energetica delle nostre case"

Leave a comment

Your email address will not be published.