一、概況
巴拿馬的科學(xué)家們?nèi)〉昧艘豁椧俗⒛康某删?，將稻殼和回收的報紙轉(zhuǎn)化為一種新型的隔熱材料。在《Frontiers in Built Environment》期刊上發(fā)表的研究詳細(xì)評估了這種材料的熱學(xué)和機(jī)械特性。建筑行業(yè)是全球第二大塑料消費行業(yè)，為全球能源使用相關(guān)的溫室氣體排放貢獻(xiàn)了逾三分之一。制造建筑材料的過程對空氣、土地和水質(zhì)產(chǎn)生有害影響。因此，科研團(tuán)隊表示，利用農(nóng)業(yè)工業(yè)廢棄物制造建筑材料，是一種更環(huán)保的替代方案，具有較小的生態(tài)足跡。
二、技術(shù)看點
1.創(chuàng)新工藝：在巴拿馬農(nóng)村地區(qū)進(jìn)行的研究中，稻殼通常被視為農(nóng)業(yè)廢物，常常被丟棄在垃圾填埋場或焚燒，對環(huán)境構(gòu)成重要挑戰(zhàn)。研究人員采用了一種獨特的工藝，將稻殼破碎后與回收和切碎的報紙中提取的纖維素相結(jié)合。為了提高抗真菌性能并賦予混合物防火特性，硼砂被引入。最終，所有成分都被膠水粘合在一起。研究團(tuán)隊嘗試了不同比例的稻殼，初步混合物包括14%報紙、9%稻殼、15%硼砂和62%膠水。
2.材料特性：通過測試，研究團(tuán)隊發(fā)現(xiàn)在不同比例的稻殼下，材料的熱傳導(dǎo)性（常稱為k值）在0.0409至0.04607瓦特/米·開爾文（W/mK）范圍內(nèi)變化。相比之下，通常具有競爭力的天然和回收隔熱材料的k值在0.027至0.1 W/mK范圍內(nèi)。此外，該材料在拉伸時最大承受的應(yīng)力范圍為1.31至1.76兆帕斯卡（MPa），而抗壓強(qiáng)度范圍在20.19至21.23 MPa之間。
這些特性使得研究人員能夠評估在各種建筑應(yīng)用中使用這種材料的可行性。尤其是在高濕度盛行的巴拿馬以外的不同氣候條件下，未來需要進(jìn)行更多研究以驗證該材料的隔熱性能。研究團(tuán)隊目前正在受控環(huán)境中測試該材料的降解情況。
3.應(yīng)用前景：研究人員強(qiáng)調(diào)了未來需要進(jìn)行額外研究以驗證該材料的隔熱性能，尤其是在與巴拿馬高濕度氣候不同的氣候條件下。他們正在測試該材料在受控環(huán)境中的降解情況。未來的研究可能會探討替代配置，例如加入定向排列的長纖維，以提高材料在受拉伸時的性能。
"可以推斷，該材料在各種工程領(lǐng)域都具有潛在應(yīng)用，包括輕型零部件的生產(chǎn)、建筑面板和可持續(xù)包裝，"卡爾沃博士表示。
三、結(jié)語
這項研究代表了對可持續(xù)建筑材料的創(chuàng)新探索，將廢棄的農(nóng)業(yè)廢物轉(zhuǎn)化為高效的隔熱材料。通過綜合應(yīng)用稻殼和回收紙漿，科學(xué)家們成功地創(chuàng)造了一種具有競爭性熱導(dǎo)率的隔熱材料。這不僅有助于減少建筑行業(yè)對塑料的依賴，還為環(huán)保建設(shè)提供了一種可行的選擇。隨著這一創(chuàng)新的推進(jìn)，未來或?qū)⒁娮C更多基于廢棄物的可持續(xù)建筑解決方案的發(fā)展。這項研究有望在全球建筑業(yè)中推動更加環(huán)保和可持續(xù)的材料選擇，減少對有害材料的依賴。
尤其值得關(guān)注的是，這一技術(shù)不僅僅是對環(huán)境友好的一種嘗試，更是在解決全球建筑行業(yè)對塑料的高度依賴和環(huán)境污染問題方面的一項重要創(chuàng)新。建筑業(yè)對塑料的廣泛使用一直以來都是一個環(huán)境挑戰(zhàn)，而這一研究提供了一種創(chuàng)新的途徑，通過廢棄物再利用來降低行業(yè)的碳足跡。
研究人員的獨特工藝，將稻殼與回收報紙纖維素相結(jié)合，不僅創(chuàng)造了一種具有競爭力的隔熱材料，還解決了農(nóng)業(yè)廢物處理的環(huán)境問題。在巴拿馬農(nóng)村地區(qū)，稻殼一直被視為廢物，處理方式通常是填埋或焚燒，導(dǎo)致環(huán)境污染。這一研究為廢棄物賦予了新的生命，將其轉(zhuǎn)化為對社會和環(huán)境都有益的資源。
此外，通過在不同比例的稻殼下進(jìn)行實驗，研究團(tuán)隊展示了該材料在不同應(yīng)用場景下的適應(yīng)性。這為未來的建筑項目提供了更多可能性，不僅可以用于隔熱材料，還可以在輕型零部件、建筑面板和可持續(xù)包裝等方面發(fā)揮作用。
然而，研究團(tuán)隊也強(qiáng)調(diào)了進(jìn)一步的研究的必要性，特別是在不同氣候條件下的驗證和材料在控制環(huán)境中的降解測試。這種謹(jǐn)慎的科學(xué)態(tài)度確保了新材料的可行性和持久性，為其廣泛應(yīng)用奠定了堅實的基礎(chǔ)。
總體而言，這項研究不僅在技術(shù)上取得了顯著進(jìn)展，同時也引領(lǐng)了建筑行業(yè)邁向更加可持續(xù)和環(huán)保的方向。這種基于創(chuàng)新的材料開發(fā)為我們提供了一個可復(fù)制和可擴(kuò)展的模型，以減少建筑業(yè)對有害材料的依賴，為未來創(chuàng)造更可持續(xù)的建筑環(huán)境。
來源：硬科技前沿