Los investigadores de la Universidad Estatal de Washington han desarrollado un material de origen vegetal que, por primera vez, funciona mejor que la espuma de poliestireno para el aislamiento.

La espuma está hecha principalmente de nanocristales de celulosa, el material vegetal más abundante en la tierra. Los investigadores también desarrollaron un proceso de fabricación simple y respetuoso con el medio ambiente para hacer la espuma, utilizando agua como disolvente en lugar de otros disolventes nocivos.

La obra, dirigido por Amir Ameli, profesor asistente en la Facultad de Ingeniería Mecánica y de Materiales, y Xiao Zhang, profesor asociado en la Escuela de Ingeniería Química y Bioingeniería Gene and Linda, se publica en la revista Polímeros de carbohidratos .

Los investigadores han estado trabajando para desarrollar un sustituto ecológico de la espuma de poliestireno, o espuma de poliestireno. El material popular, hecho de petróleo, se utiliza en todo, desde tazas de café hasta materiales para la construcción, transporte, e industrias de embalaje. Pero, está hecho de ingredientes tóxicos, depende del petróleo, no se degrada naturalmente, y crea contaminación cuando se quema.

Mientras que otros investigadores han creado otras espumas a base de celulosa, las versiones a base de plantas no han funcionado tan bien como la espuma de poliestireno. No son tan fuertes, no aísles también, y degradado a temperaturas más altas y en humedad. Para hacer nanocristales de celulosa, los investigadores utilizan la hidrólisis ácida, en el que se usa ácido para romper enlaces químicos.

En su trabajo, El equipo de WSU creó un material que está hecho de aproximadamente un 75 por ciento de nanocristales de celulosa de pulpa de madera. Le agregaron alcohol polivinílico, otro polímero que se une a los cristales de nanocelulosa y hace que las espumas resultantes sean más elásticas. El material que crearon contiene una estructura celular uniforme que significa que es un buen aislante. Por primera vez, los investigadores informan, el material de origen vegetal superó las capacidades de aislamiento de la espuma de poliestireno. También es muy ligero y puede soportar hasta 200 veces su peso sin cambiar de forma. Se degrada bien y quemarlo no produce cenizas contaminantes.

"Hemos utilizado un método sencillo para hacer espumas compuestas basadas en celulosa nanocristalina con una excelente combinación de capacidad de aislamiento térmico y propiedades mecánicas, ", Dijo Ameli." Nuestros resultados demuestran el potencial de los materiales renovables, como la nanocelulosa, para materiales de aislamiento térmico de alto rendimiento que pueden contribuir al ahorro de energía, menor uso de materiales a base de petróleo, y reducción de impactos ambientales adversos ".

"Esta es una demostración fundamental del potencial de la celulosa nanocristalina como importante material industrial, ", Dijo Zhang." Este material prometedor tiene muchas propiedades deseables, y poder transferir estas propiedades a una escala masiva por primera vez a través de este enfoque de ingeniería es muy emocionante ".

Los investigadores ahora están desarrollando formulaciones para materiales más resistentes y duraderos para aplicaciones prácticas. Están interesados ​​en incorporar materias primas de bajo costo para hacer un producto comercialmente viable y considerar cómo pasar del laboratorio a una escala de fabricación del mundo real.