Ketika ilmuwan menyingkirkan lignin dan hemiselulosa dari sekitar nanocellulose di kayu, ia meninggalkan blok nanowood putih yang halus – bahan pembakar panas yang ringan. (Hua Xie / Universitas Maryland)
Para ilmuwan telah merancang bahan untuk mengisolasi panas yang terbuat dari kayu yang ringan dan kuat dan seluruhnya terbuat dari serat kayu kecil yang dilucuti. Disebut sebagai nanowood, yang telah dipublikasikan dalam jurnal Science Advances , suatu hari nanti bisa digunakan untuk membuat bangunan yang lebih hemat energi. Ini murah dan biodegradable juga.

“Alam memproduksi bahan semacam ini,” kata penulis senior Liangbing Hu, seorang ilmuwan material dan insinyur di University of Maryland di College Park.

Mengelola panas merupakan isu utama di kota-kota yang kita bangun. Sulit untuk menjaga panas di dalam rumah saat musim dingin dan menjaga agar musim panas tidak berpengaruh ke dalam ruangan. Bahan isolasi yang saat ini digunakan seringkali sangat mahal untuk dibuat, baik dari sisi uang maupun energi. Mereka biasanya tidak biodegradable dan akhirnya berkontribusi pada tempat pembuangan sampah yang terus bertambah. Jadi para ilmuwan telah mencoba untuk menemukan pilihan yang lebih murah dan ramah lingkungan.

Hu telah menyelidiki sifat nanoselulosa, versi skala nanometer dari selulosa, karbohidrat tangguh di dinding sel tanaman yang memungkinkan batang pohon tumbuh kuat dan tinggi. Pada skala yang sangat kecil ini, serat selulosa dapat memiliki karakteristik yang luar biasa, termasuk rasio kekuatan terhadap berat sekitar delapan kali lipat dari baja.

 

Hu dan timnya telah mengembangkan bahan padat dan kuat yang mereka sebut kayu super, sebagian dengan menghilangkan beberapa lignin kayu – sebuah polimer kompleks yang memegang selulosa di kayu bersama-sama, hampir seperti lem – dan hemiselulosa, komponen lain dari jaringan kayu .

Tapi untuk proyek ini, Hu dan rekan-rekannya memindahkan semua lignin dan sebagian besar hemiselulosa. Lignin sangat baik dalam menghantarkan panas -yang berarti dapat menjadi insulator yang mengerikan. Tanpa semua lignin itu, bahan kayu berubah menjadi putih bersih, memungkinkannya untuk memantulkan cahaya masuk daripada menyerapnya (yang juga membantu menghalangi panas).

Rahasia kekuatan isolasi nanowood sebagian terletak pada strukturnya. Styrofoam adalah isotropik: Pada dasarnya terlihat sama dari sudut manapun. Tapi nanowood bersifat anisotropik: serat digabungkan bersama secara paralel, sehingga terlihat sangat berbeda dari sudut yang berbeda. Panas dapat berjalan naik turun pada serat dengan mudah, namun tidak dapat dengan mudah melewatinya, terutama karena celah udara tertinggal setelah semua pengisi kayu (lignin dan hemiselulosa) dihilangkan.

Para ilmuwan menemukan bahwa nanowood sama bagusnya dengan isolator Styrofoam -sedikit lebih baik. Ini jauh melampaui bahan lain juga.

Selain itu, nanowood juga ringan dan bisa menahan tekanan 13 megapascal. Itu sekitar 50 kali lebih tinggi dari isolator seperti busulose foam dan lebih dari 30 kali lebih tinggi dari bahan insulasi termal yang digunakan secara komersial, kata mereka.

“Sepengetahuan kami, kekuatan nanowood kami mewakili nilai tertinggi di antara bahan insulasi super yang tersedia,” penulis penelitian menulis.

Bahkan lebih baik lagi, nanocellulose sudah tersedia dan relatif murah untuk diproses, berpotensi menelan biaya hanya $ 7,44 per meter persegi. (Kunci untuk membuatnya tetap berkelanjutan, Hu menambahkan, akan menggunakan pohon yang tumbuh dengan cepat seperti balsa, dan membiarkan pohon yang tumbuh lambat.) Dalam kondisi yang tepat, bakteri bisa memakannya, membuatnya biodegradable.

“Bila ketebalannya kurang dari 1 mm, irisan nanowood bisa digulung dan dilipat, sehingga cocok untuk skenario yang memerlukan fleksibilitas, seperti jaringan pipa di pabrik kimia dan pembangkit listrik,” tulis para penulis.

Hu mengatakan bahwa bahan biodegradable yang kuat, ringan, dapat mengisolasi panas, bisa memiliki banyak kegunaan di masa depan. Ini bisa digunakan untuk membangun gedung pencakar langit, untuk memproduksi mobil, bahkan melindungi elektronik yang peka terhadap panas, baik di Bumi maupun di luar angkasa.(ikons.id)