這是一項可以減少人類碳足跡的發明

【博科園-科學科普（關注「博科園」看更多）】科學家們設計了一種由木頭製成的隔熱材料，這種材料既輕便又堅固，完全由細小的木質纖維製成。在《科學進展》雜誌上描述的所謂的「納米木材」，有一天可以用來製造更節能的建築。它既便宜又可生物降解。資深作家、馬里蘭大學(University of Maryland)的材料科學家、工程師胡良兵(Liangbing Hu)說：大自然正在製造這種材料。在我們建設的城市中，管理熱量是一個主要問題。在冬天室內很難保持室內熱，夏天也不出門。目前使用的絕緣材料在金錢和能源方面都是非常昂貴的。它們通常不會被生物降解，最終會對我們不斷增長的垃圾填埋場有所貢獻。因此，科學家們一直在努力尋找更便宜、更環保的選擇。

完全由天然木材，納米木材與分層排列的纖維素納米纖維可以被用作一個各向異性超級熱絕緣體。(A)納米木材熱絕緣性能的示意圖，(B)納米木材的數碼照片和相應的有利於建築隔熱應用的特性。圖片信息及版權：Science Advances (2018). DOI: 10.1126/sciadv.aar3724

胡一直在研究納米纖維素的性質，纖維素的納米級版本，植物細胞壁中堅硬的碳水化合物，使樹榦變得強壯和高大。在這些難以置信的小尺度上，纖維素纖維具有顯著的特性，包括強度與重量比大約是鋼的8倍。胡先生和他的團隊已經開發出了一種強大的高密度的材料，他們稱之為「超級木」，部分是通過去除木頭裡的木質素——一種能把纖維素粘合在一起的複合聚合物，幾乎像膠水和半纖維素一樣，是木質組織的另一種成分。但是在這個項目中，胡和他的同事們去掉了木質素和大部分半纖維素。木質素非常擅長導熱，這意味著它將是一種可怕的絕緣體。沒有木質素，木質材料變成純白色，讓它反射進來的光而不是吸收它(這也有助於阻擋熱量)。

nanowood的絕緣能力的秘密部分在於它的結構。泡沫塑料是各向同性的:從任何角度看，它基本上都是一樣的。但是nanowood是各向異性的:這些纖維是平行的，所以從不同的角度看起來很不一樣。熱可以輕鬆地在纖維上上下移動，但不能很容易地穿過它們，尤其是在去除所有木質填料(木質素和半纖維素)後留下的空隙。科學家們發現，這種納米木材與styrofoam一樣，是一種很好的絕緣體，甚至更好。它也遠遠超過其他材料。最重要的是，納米木材也很輕，能夠承受13兆帕的壓力。他們說，這比像纖維素泡沫這樣的絕緣體高出大約50倍，比最強大的商用隔熱材料高出30倍以上。

納米木材的強度是可用的超級隔熱材料中最高的。更好的是，納米纖維素很容易獲得，而且加工成本相對較低，每平方米的成本可能只有7.44美元。胡補充說，保持可持續發展的關鍵在於收穫像balsa這樣的快速生長的樹木，並獨自留下生長緩慢的樹木。在適當的條件下，細菌可以食用它，使其可生物降解。當厚度小於1毫米時，納米木材可以捲起來摺疊，適合需要柔性的場景，比如化工廠和發電廠的管道。這樣一種結實、輕便、隔熱的生物可降解材料，將來會有很多用途。它可以用來建造摩天大樓，製造汽車，甚至保護熱敏電子，無論是在地球上還是在太空中。

知識：科學無國界，博科園-科學科普

參考：Science Advances

作者：Amina Khan

內容：經「博科園」判定符合今主流科學

來自：洛杉磯時報

編譯：中子星

審校：博科園

解答：本文知識疑問可於評論區留言

傳播：博科園

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