Bassa densità, resistenza e grande stabilità termica. Questi sono i punti di forza della nanofibra di cellulosa
(Rinnovabili.it) – La plastica è un materiale difficilmente sostituibile, poiché resistente, economico e facile da usare. Tuttavia, un singolo sacchetto di plastica può produrre 1,75 milioni di frammenti di microplastica, creando così gravi danni alla salute e all’ambiente. Per questa ragione, è imperativo trovare dei materiali in grado di sostituire la plastica e, soprattutto, in grado di possedere i suoi stessi pregi, ma senza i suoi difetti. La nanofibra di cellulosa sembra andare in questa direzione.
Un team di ricerca dell’Università della Scienza e della Tecnologia della Cina (USTC) ha infatti individuato un materiale a base di cellulosa ad alte prestazioni che potrebbe rappresentare un valido sostituto della plastica. Il materiale presenta una resistenza specifica quattro volte superiore rispetto a quella dell’acciaio e una resistenza all’urto più elevata di quella della lega di alluminio, con solo metà della sua densità. Il materiale prende il nome di cellulose nanofiber plate (piastra di nanofibra di cellulosa, CNFP).
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Nelle piante, la cellulosa esiste principalmente sotto forma di nanofibra di cellulosa (CNF), mostrando eccellenti proprietà meccaniche e termiche. Il CNF è una delle risorse verdi più abbondanti sul pianeta ed è un elemento ideale su scala nanometrica per la costruzione di materiali macroscopici ad alte prestazioni, poiché ha una resistenza (2 GPa) e un modulo (138 GPa) più elevati rispetto all’acciaio. Inoltre, il coefficiente di dilatazione termica (0,1 ppm K-1) è inferiore rispetto al vetro siliconico.
A differenza della plastica o di altri materiali a base di polimeri, la piastra di nanofibra di cellulosa presenta un’eccellente resistenza a temperature estreme e shock termici. Il coefficiente di dilatazione termica è inferiore a 5 ppm K-1 da -120 ° C a 150 ° C, molto vicino ai materiali ceramici e molto più basso dei polimeri. Inoltre, dopo 10 rapidi shock termici (passando da una temperatura di 120 °C a -196 ° C), CNFP è in grado di mantenere la sua forza. Questi risultati dimostrano un grande potenziale per l’uso, specie come materiale strutturale a temperature estreme alternate. Ma il CNFP è un anche un materiale a basso costo, con un prezzo di soli 0,5 dollari al kg.
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Con bassa densità, resistenza e grande stabilità dimensionale termica, la piastra di nanofibra di cellulosa rappresenta non solo un’alternativa estremamente valida per la plastica, ma ha anche un grande potenziale come materiale strutturale di prossima generazione.