Expanded polystyrene (atau "Styrofoam") adalah isolator yang sangat baik. Itulah sebabnya ini adalah bahan yang populer untuk isolasi bangunan — dan mengapa secangkir kopi deli murah masih membakar lidah Anda setelah 30 menit. Tetapi catatan lingkungannya meninggalkan sesuatu yang diinginkan. Ini tidak dapat didegradasi, berbahaya bagi hewan yang secara tidak sengaja memakannya, dan terbuat dari karsinogen potensial.
Para peneliti di University of Maryland telah mengembangkan bahan isolasi super ringan yang mereka katakan bisa menjadi alternatif yang lebih baik, lebih ramah lingkungan. Bahannya, terbuat dari serat kayu kecil, disebut nanowood. Ini memblokir panas setidaknya 10 derajat lebih baik dari Styrofoam atau silika aerogel, insulator umum, dan dapat mengambil setidaknya 30 kali lebih banyak tekanan daripada Styrofoam atau aerogel aerogel sebelum dihancurkan.
Bekerja di lab ilmuwan bahan Liangbing Hu, peneliti postdoctoral Tian Li adalah penulis utama studi ini, yang diterbitkan bulan ini di jurnal Science Advances .
"Sejauh pengetahuan kami, kekuatan nanowood kami mewakili nilai tertinggi di antara bahan isolasi super yang tersedia, " tulis penulis penelitian.
Tian Li, kiri, dan Liangbing Hu memegang potongan nanowood. (Hua Xie / Universitas Maryland) Hu dan timnya telah mengerjakan nanocellulose, versi nano dari bahan berserat yang membuat tanaman dan pohon menjadi kaku. Nanocellulose memiliki rasio kekuatan-terhadap-berat yang mengesankan, sekitar delapan kali lebih besar dari baja.
Untuk nanowood, tim mengeluarkan lignin, polimer yang menyatukan selulosa kayu. Menghapus lignin, konduktor panas, memberikan kemampuan isolasi yang kuat pada produk yang dihasilkan. Itu juga mengubah produk menjadi putih, yang berarti memantulkan cahaya.
Para peneliti berpikir bahwa nanowood memiliki potensi yang sangat besar sebagai bahan bangunan hijau. Menggunakannya berpotensi “menghemat miliaran” dalam biaya energi, kata Li. Selain menggunakannya di mana isolator tradisional seperti Styrofoam digunakan, strip tipis nanowood dapat digulung dan dibentuk untuk mengisolasi bagian dalam pipa atau ruang melengkung lainnya. Dan tidak seperti isolator kaca atau wol, nanowood tidak mengiritasi paru-paru atau menyebabkan reaksi alergi.
“Apa yang saya anggap mengesankan tentang nanowood, seperti yang dijelaskan dalam makalah, adalah bahwa proses perawatan yang dikembangkan penulis memungkinkan mereka untuk menjaga fitur utama kayu — terutama struktur hierarkisnya melintasi skala panjang dari nano ke makro, sementara secara dramatis mengubah sifat-sifat utama lainnya, terutama konduktivitas termal dan reflektifitas optik, ”kata Mark Swihart, seorang profesor teknik kimia dan biologi di University at Buffalo yang mempelajari bahan nano.
Menciptakan kembali struktur hierarki bahan alami seperti kayu sangat sulit, kata Swihart, tetapi proses University of Maryland tampaknya lebih sederhana dan lebih skalabel daripada kebanyakan metode menghasilkan bahan berstruktur nano.
Swihart berpikir bahwa nanowood suatu hari nanti bisa menjadi bahan yang berguna di pasar komersial, tetapi mungkin perlu waktu. "Untuk masa yang akan datang, bahan itu secara inheren akan lebih mahal daripada alternatif yang sudah diproduksi dalam skala besar, seperti berbagai jenis papan busa, " katanya. "Meskipun mungkin mengungguli alternatif tersebut, jika ia melakukan fungsi dasar yang sama, maka memasuki pasar akan sangat menantang."
Tim University of Maryland lebih optimis tentang potensi jangka pendek nanowood. Mereka mengatakan bahan tersebut dapat diproduksi dengan cukup murah dan cepat menggunakan pohon yang tumbuh cepat seperti balsa. Tim saat ini sedang mengerjakan aplikasi komersial dan mengharapkan suatu produk akan tersedia dalam setahun atau lebih.
