Värmeisolerande byggmaterial måste vara hållfasta, leda värme dåligt, och stå emot brand och fukt väl. Det nya superisolerande skummet har en värmeledningsförmåga som är mindre än hälften av dagens petroleumbaserade isolermaterial samtidigt som det är starkt och flamsäkert. Dessutom har forskarna kunnat framställa skummet från förnybara utgångsmaterial som finns i stora mängder: cellulosa, kol (grafenoxid) och lera.
– Superisolerande material har potential att ge stora energibesparingar vid uppvärmning, säger Lennart Bergström, professor i materialkemi vid Stockholms universitet. Genom att materialen vi framställt är baserade på förnybara råvaror kan de också bidra till att sänka byggindustrins klimatpåverkan.
Stora vinster finns i att minska den termiska ledningsförmågan för isolermaterial till värden som är mycket lägre än för luft. På så sätt kan man nå den energieffektivitet som till exempel krävs för passivhus. Superisolerande material kräver att de tre viktiga bidragen till värmeledningsförmåga – konduktivitet, konvektion och värmestrålning - kan kontrolleras och minimeras, t.ex. genom att använda nanopartikulära byggstenar.
Forskargruppen från Stockholms universitet har tillsammans med kollegor i Italien, Slovenien och Tyskland framställt ett mycket poröst och lätt skum genom frysgjutning av dispersioner bestående av cellulosananofiber, grafenoxid (kol) och nanostavar av lera. Processen resulterar i en struktur bestående av tunna och nanoporösa väggar som omsluter tubformade porkanaler. Tvärbindning med hjälp av borsyra bidrar till en relativt god fuktbeständighet.
– Nu fortsätter vi studierna för att öka förståelsen om hur skummens struktur kan styras och undersöker andra tillsatser för att ytterligare kunna förbättra egenskaperna. Vi arbetar även med att skala upp produktionen av isolermaterialet, säger Lennart Bergström.
Projektet finansieras främst av Stiftelsen för strategisk forskning (SSF).
Länk till artikeln http://dx.doi.org/10.1038/nnano.2014.248
För ytterligare information
Lennart Bergström, professor i materialkemi vid Stockholms universitet, mobil 0705-17 99 91, e-post lennart.bergstrom@mmk.su.se