华盛顿州立大学的研究人员开发出一种环保的植物基材料，这种材料首次比聚苯乙烯泡沫塑料更好地保温。
泡沫主要由纤维素纳米晶体制成，纤维素是地球上最丰富的植物材料。研究人员还开发了一种环保且简单的制造工艺来制造泡沫，使用水作为溶剂而不是其他有害溶剂。
这项工作由机械和材料工程学院助理教授Amir Ameli和基因和琳达化学工程与生物工程学院副教授肖章领导，发表在碳水化合物聚合物杂志上。
研究人员一直在努力开发环保型聚苯乙烯泡沫塑料或聚苯乙烯泡沫塑料。这种流行的材料由石油制成，用于从咖啡杯到建筑和建筑，运输和包装行业的材料。但是，它是由有毒成分制成，取决于石油，不会自然降解，并在燃烧时产生污染。
虽然其他研究人员已经创造了其他基于纤维素的泡沫，但基于植物的版本表现不如泡沫聚苯乙烯。它们不那么坚固，也不会绝缘，并且在较高温度和湿度下会降解。为了制造纤维素纳米晶体，研究人员使用酸水解，其中使用酸来裂解化学键。
在他们的工作中，WSU团队创造了一种由木浆中约75%的纤维素纳米晶体制成的材料。他们添加了聚乙烯醇，这是另一种与纳米纤维素晶体结合的聚合物，使得所得泡沫更具弹性。他们创造的材料包含均匀的蜂窝结构，这意味着它是一个很好的绝缘体。研究人员报告说，这种植物材料首次超过了聚苯乙烯泡沫塑料的绝缘能力。它重量非常轻，可以支撑高达200倍的重量而不会改变形状。它会很好地降解，燃烧它不会产生污染的灰烬。
“我们使用一种简单的方法制造基于纳米晶体纤维素的高性能复合泡沫，具有绝热性能和机械性能的完美结合，”Ameli说。“我们的研究结果证明了可再生材料(如纳米纤维素)在高性能隔热材料方面的潜力，这些材料有助于节约能源，减少石油基材料的使用，并减少对环境的不利影响。”
“这是纳米晶纤维素作为重要工业材料潜力的基本证明，”张说。“这种有前景的材料具有许多理想的性能，并且能够通过这种工程方法首次将这些性能转移到大规模生产非常令人兴奋。”
研究人员现在正在开发用于实际应用的更坚固和更耐用材料的配方。他们有兴趣采用低成本原料制造商业上可行的产品，并考虑如何从实验室转向现实生产规模。