Zientzialariek naturan inspiratutako bat diseinatu dute karbono hodi aerogelaren material isolatzaile termikoa hartz polar ilearen mikroegituran oinarrituta. Bero-isolatzaile arin, elastiko eta eraginkorragoa den honek bide berriak irekitzen ditu eraikinen isolamendu energetiko eraginkorra lortzeko.
Hartz polarra Ileak zirkulu artiko izoztuan klima hotzetan eta hezeetan bero-galera saihesten laguntzen dio animaliari. Hartz polarra ilea naturalki hutsa da giza ilea edo beste ez bezala ugaztunak. Ile-adar bakoitzak erdian zehar ibiltzen den nukleo luze eta zilindriko bat du. Barrunbeen forma eta tarte hori da hartz zuri ileari azal zuri bereizgarria ematen diona. Barrunbe hauek propietate ugari dituzte, hala nola, bero-euskarri bikaina, urarekiko erresistentzia, elastikotasuna eta abar, eta horrek material isolatzaile termiko oso ona bihurtzen du. Zentro hutsek beroaren mugimendua mugatzen dute, diseinuari dagokionez, hari guztiak oso arin bihurtzen dira. Gainera, hartz zuriko ilearen izaera ez bustigarriak animalia bero mantentzen du zero azpiko tenperaturan igeri egiten ari direnean eta baldintza hezeetan ere. Hartz zuriaren ilea, beraz, oso eredu ona da material sintetikoak diseinatzeko, beroarekiko isolamendu eraginkorra eskain dezaketen hartz zuriak modu naturalean egiten duen bezala.
Ekainaren 6an argitaratutako ikerketa berri batean Chem, zientzialariek isolatzaile berri bat garatu dute hartz zuriko ile indibidualen mikroegituran inspirazioa hartuz eta imitatuz eta, beraz, bere propietate berezi guztiak eskuratuz. Milioika karbonozko hodi superelastiko eta arin hustu zituzten, bakoitza ile bakar baten tamainakoa, eta horiek aerogel bloke batean zauritu zituzten. Diseinu-prozesua telurio (Te) nanoharietatik kable hidrogela egiten hasi zen, karbonozko oskol batez estalitako txantiloi gisa. Ondoren, hidrogel honetatik karbono-hodiko aerogel bat (CTA) fabrikatu zuten, lehenik lehortu eta gero 900 °C-ko argon atmosfera inerte batean kaltzinatuz, Te nanohariak kentzeko. Diseinu berezi honek CTA isolatzaile termiko bikaina bihurtzen du eta, gainera, izaera superelastikoa egiten du, 1434 mm/s-ko abiaduran errebotatzen baitu. Hau inoizko azkarrena da ohiko material elastiko guztiekin alderatuta. Hartz zuriko ilea baino are elastikoagoa dela adierazi dute egileek.
Karbonozko hodien egitura hutsa dela eta, materialak eroankortasun termiko bikaina erakusten du, aire lehorrarena baino baxuagoa dena, materialaren barruko diametroa airearen bide librea baino txikiagoa delako. Materialak iraupena erakutsi zuen bere eroankortasun termikoa mantenduz 3 hilabetez giro-tenperaturan %56ko hezetasun erlatiboarekin gorde ondoren. CTA arina da 8 kg/m3-ko dentsitatearekin; eskuragarri dauden material isolatzaile termiko gehienak baino arinagoa. Ez du urak eragiten, ez baita bustitzen. Era berean, CTAren egitura mekanikoa mantentzen da tentsio desberdinetan konpresa askatzeko ziklo ugari egin ondoren ere.
Oraingo ikerketak karbono-hodiko aerogel berri bat deskribatzen du -hartz polar ilearen hodi hutsen diseinuan inspiratua-, isolatzaile termiko bikain gisa jokatzen duena. Eskuragarri dauden beste aerogel isolatzaile batzuekin alderatuta, hartz polar-inspiratutako hodi hutsezko diseinu honek pisu arina du, bero-fluxuarekiko erresistenteagoa, urarekiko erresistentea eta ez da degradatzen bere bizitzan zehar.
Isolamendu termikoko sistema hobetu eta eraginkorragoak energia primarioaren kontsumoa aurrezteko itxaropena dute. Energia eskasa da orain bitartean energia kostuak areagotzen ari dira. Energia aurrezteko moduetako bat isolamendu termikoa hobetzea da eraikin. Aerogelak itxaropen handia erakusten ari dira dagoeneko aplikazio mota askotarako. Ikerketa honek errendimendu handiko materiala diseinatzeko bideak irekitzen ditu, pisu arina, superelastikoa eta termikoki isolatzailea eraikinetan, industria aeroespazialean bereziki muturreko inguruneetan. Bere muturreko luzatzeko gaitasuna dela eta, bere erakargarritasuna hobetu egiten da hainbat aplikaziotarako.
***
{Jatorrizko ikerketa-lana irakur dezakezu behean aipatzen den DOI estekan aipaturiko iturrien zerrendan}
Iturria (k)
Zhan, H et al. 2019. Karbono-hodi biomimetikoak aerogelak Super-elastikotasuna eta isolamendu termikoa ahalbidetzen ditu. Kim. http://dx.doi.org/10.1016/j.chempr.2019.04.025
