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nanocellulosa

Materiali e innovazione: nano cellulosa

È un ramo della scienza applicata e della tecnologia che si occupa del controllo della materia su scala dimensionale inferiore al micrometro (in genere tra 1 e 100 nanometri) e della progettazione e realizzazione di dispositivi in tale scala Wikipedia

In altre parole? Potremmo definirla come l’arte di progettare e produrre materiali e dispositivi a livello molecolare o sovra molecolare. Sembra complicato,eh?! Beh, un po’, ma cercheremo di farti capire bene come funziona.

La cellulosa: cos’è

La cellulosa altro non è che un polimero di glucosio derivato da piante e cellule batteriche. Le fibre sono disposte lungo una rete che costituisce la struttura e il supporto delle cellule. Quindi? Quindi sia dal legno che da alcuni vegetali è possibile ricavare cellulosa.

Come si ottiene la nano cellulosa:

Tutto comincia dalla pasta di legno e dagli scarti dello stesso, come trucioli e segatura dai quali viene prelevata la lignina. La lignina è il componente del legno che gli conferisce resistenza e rigidità ed è composta da carbonio (60/65%), idrogeno (5/6%) e ossigeno. Tutti i vegetali contengono lignina in percentuali diverse a seconda della natura. Ad esempio: i legni duri come l’ebano contengono fino al 50% di lignina, mentre le piante annuali fino al 12%. questo significa che si tratta di un componete (in particolare una macromolecola con elevato peso molecolare) che si trova facilmente in natura, motivo per cui la ricerca in tal senso è molto assidua.

La lignina viene prelevata e si presenta come una polvere bruna.

Ma torniamo alla pasta di legno da cui si preleva la lignina. Una volta ottenuta la polvere si lavora per trasformarla in una sospensione di dimensioni microscopiche (Siamo nell’ordine dei 10 micron). Parallelamente si lavora sulla polpa che è asciutta e fragile e viene sottoposta a un processo particolare che porta alla creazione di un reticolo di nanofibris.

Il reticolo subisce queste lavorazioni:

  • compressione
  • compattazione
  • eliminazione dell’aria (usando un acido per raggiungere la massima resistenza)

Nano cellulosa: i vantaggi

I materiali realizzati con la nano cellulosa sono versatili e molto resistenti. Si tratta di un materiale impiegato in diversi settori: nelle automobili per rendere le carrozzerie leggere e performante, nell’architettura, soprattutto in fase di arredamento ecologico, nella produzione di smartphone e PC e in tanti altri settori. Un interessante uso di nano cellulosa si fa nel settore alimentare e la si impiega per rafforzare le vaschette che contengono gli alimenti e renderle più impermeabili all’ossigeno (quindi allontanano il deterioramento).

Interessanti sono gli utilizzi come materiale isolante. Viene creata una schiuma a base di nano cellulosa combinata con grafene e nanoparticelle di sepiolite, il cui nome scientifico è freezecasting. Questa schiuma è molto leggera, completamente isolante e ignifuga. Tutte caratteristiche che la rendono perfetta per essere utilizzata nelle architetture moderne dove si ricerca il risparmio energetico con un occhio a quello economico. Un materiale decisamente Green che non è tossico e quindi migliora anche il comfort abitativo.

Nano cellulosa: non è tutto oro quel che luccica

Con questa tecnologia si creano tantissime cose, lo abbiamo visto. Ma è applicabile in qualsiasi settore? Non ancora. Ad esempio si sta lavorando per impiegare questa tecnologia agli scafi della barche, ma al momento non è un materiale impermeabile e quindi questa destinazione d’uso sembra allontanarsi. Cosa ci riserverà il futuro? Una vernice protettiva potrebbe dare libero accesso anche al settore della nautica? I posteri ce o diranno. Se nel frattempo ci saranno sviluppi ti avvertiremo!

 

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Materiali ecosostenibili: bambù

Parliamo spesso di materiali ecosostenibili ed oggi vorremmo concentrarci sul bambù. Tipico dell’Asia il bambù si trova anche alle nostre latitudini e cresce rigoglioso sugli argini dei fiumi. Infatti il suo habitat ideale è molto umido e quindi trova in queste zone la zona perfetta per crescere rigoglioso.

Si tratta di una pianta molto resistente di cui esistono oltre 1300 specie. Imbattibile da funghi e insetti cresce molto velocemente, anche di 50 cm al giorno! Solitamente il bambù da costruzione viene tagliato dopo 4 anni di vegetazione. Una volta raccolto viene sottoposto a un trattamento di essiccazione che può essere eseguita con fumo o con acqua e sabbia, in ogni caso con metodi naturali. Il bambù è dunque uno dei materiali più ecologici che esistano. Se poi consideriamo anche che non vengono usati pesticidi durante la coltivazione e che il suo utilizzo consente di ridurre di molto le emissioni di gas serra (rispetto ad esempio all’uso del cemento), il bambù è un re nell’architettura ecologica. Purtroppo però la maggior parte del bambù arriva dall’Asia e quindi il trasporto rende questo materiale molto meno sostenibile di come sarebbe per sua natura.

I tessuti del bambù sono molto fibrosi e resistenti sia alla trazione che alla compressione e vengono usati per costruzioni solide e resistenti nel tempo. La particolarità principale a cui fare attenzione è l’isolamento del suolo e del tetto, in modo che la pioggia e l’umidità non lo colpiscano direttamente allungandone la vita.
Nei paesi meno sviluppati il bambù è in grado di salvaguardare dall’emergenza casa.

 

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Bioedilizia: le fondazioni

Le fondazioni hanno un ruolo fondamentale nella costruzione di qualsiasi edificio. Quando parliamo di Bioedilizia devono essere realizzate con un’attenzione particolare nei confronti del terreno di posa in modo da non inquinare ne risultare invasivi per l’ambiente circostante pur mantenendo le caratteristiche di resistenza e tenacia necessarie.

La principale funzione delle fondazioni è quella di isolare l’abitazione e impedire che ci siano bolle d’aria e discontinuità tra la casa e il terreno.

Solitamente le fondazioni in Bioedilizia sono di due tipi:

  • cemento armato
  • pietra

Le fondazioni in cemento non rappresentano certamente la scelta migliore dal punto di vista ecologico, però se si fa attenzione al cemento utilizzato e se ne sceglie uno povero di additivi, si riesce a migliorare nettamente l’impatto ambientale. Insieme al cemento va poi inserita una maglia metallica che lo rafforza, ma che allo stesso tempo comporta non pochi problemi. La rete metallica è in grado addirittura di modificare il campo magnetico della casa e pertanto si consiglia di posizionarla orientandola verso sud in modo da evitare un inquinamento elettromagnetico.

Le fondazioni in pietra sono più eco sostenibili delle altre e sono perfette per isolare in caso di terreno particolarmente umido. Solitamente si usano per case in legno o prefabbricate. Le fondazioni in pietrame possono essere di due tipi: semplice o a sacco. La semplice deve essere bloccata con materiale drenante mentre quella a sacco prevede l’uso di pietrame più piccolo per riempire gli spazi vuoti.

Vantaggi e svantaggi delle fondazioni in Bioedilizia: cemento VS pietrame

Le fondazioni in cemento hanno degli svantaggi che sono riconducibili soprattutto alla scarsa traspirabilità e all’elevata conducibilità. Inoltre il cemento ha bassa capacità termoisolante e fono-isolante. Il vantaggio però è notevole se guardiamo il portafoglio: il cemento costa molto meno e richiede ore di lavoro decisamente inferiori rispetto al pietrame.

Lo svantaggio del pietrame è la capacità di far filtrare acqua e quindi di poter rendere umido lo stabile. Inoltre usare pietrame impoverisce le cave con conseguente impoverimento delle risorse naturali.

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Materiali biocompatibili per isolare casa

L’isolamento termico è uno degli aspetti fondamentali per ottenere un buon comfort abitativo. Non solo è importante nel periodo invernale quando le rigide temperature ci impongono di starcene al calduccio, ma anche nel periodo estivo, quando si spende comunque energia (e soldi) per rinfrescare la nostra abitazione. Possiamo dire che un buon comfort termico si ha quando le temperature sono di 20°C in inverno e non superano i 26°C d’estate. Ottenere queste temperature e soprattutto mantenerle, costa soldi ed energia. Vediamo insieme come poter girare l’ostacolo sfruttando quello che la natura ci mette a disposizione.

Ridurre le dispersioni termiche grazie al fieno:

Il fieno ha un alto potere fonoassorbente ed è anche un eccellente materiale da costruzione economico e facile da maneggiare, non a caso in Marocco le abitazioni tipiche sono costruite proprio con mattoni di argilla e fieno lasciati essiccare al sole. Il potere isolante del fieno garantisce all’abitazione tipica marocchina di essere fresca nonostante il sole cocente.

Oltretutto si tratta di un elemento sostenibile, anche se i più pignoli potrebbero far notare che molto spesso la raccolta avviene attraverso l’uso di macchinari: bene, sappiate che in ogni caso il dispendio di energia necessaria per raccogliere, imballare e stivare il fieno è comunque molto inferiore a quella necessaria per qualsiasi materiale da costruzione.

Unico svantaggio? Ha bisogno di uno spessore moto più elevato rispetto ai tipici materiali da costruzione.

La canapa come materiale isolante:

La Canapa viene usata per moltissime applicazioni a livello edile grazie alle sue caratteristiche fisiche che la rendono resistente allo strappo e all’umidità. Solitamente viene usata come pannello o rotolo sia per isolare le pareti esterne, che per isolare i pavimenti (quindi inserita sotto al pavimento stesso). La forza di questo materiale eco compatibile è tutta nella possibilità di asciugarsi senza dispersione termica. Pensate che riesce ad assorbire umido per un terzo del suo peso! Si tratta anche di una sostanza “sana” perché non soggetta a parassiti, roditori o muffa in quanto non contiene proteine.

Lino per l’isolamento termico dei tetti

Il lino è un materiale biocompatibile isolante, alla stregua della canapa. Si tratta però di un vegetale che richiede molte più spese energetiche per la coltura (rispetto alla canapa) anche se costa meno al consumatore finale. Come la canapa anche il lino si può avere sotto forma di rotoli o pannelli ed ha un basso coefficiente di conduttività termica.

Presto parleremo di altri materiali per la bioedilizia. Continuate a seguirci!

 

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