Пенопласт на древесной основе для замены пенополистирола и других пластиков
На фото:иИмея легкий вес, теплоизоляционные и прочные, древесная пена может использоваться в качестве изоляционного материала в строительстве. Автор: Микко Раскинен
Исследовательский проект Smart Foams в Университете Аалто использует искусственный интеллект для разработки пен на древесной основе. Пеноматериалы на основе древесины могут заменить, например, пенополистирол и пузырчатую пленку в упаковке.
«Проект основан на биомиметике — поле, имитирующем природные явления. Мы используем искусственный интеллект для разработки пеноматериала со свойствами, аналогичными древесине, например, прочности, гибкости и устойчивости к нагреванию », — говорит профессор Микко Алава в пресс-релизе Университета Аалто.
Исследователи стремятся оптимизировать свойства пены. Например, смесь лигнина, древесного волокна и лапонита (наноглина) может быть переработана в ударопрочную и термостойкую пену и использоваться вместо пластика.
Лигнин — это соединение, которое связывает древесные волокна вместе. В виде высохшей пены она твердая, водостойкая и даже проводит электричество.
В проекте используется машинное обучение, чтобы исключить излишние материалы и процессы, благодаря чему работа по разработке значительно ускоряется, говорит научный сотрудник Юха Койвисто . Самая неожиданная особенность поролона — съедобность.
«Этот метод можно использовать для образования пены из измельченной моркови, брусники, клюквы или свеклы, а затем из нее можно получить чипсы, напоминающие картофельные чипсы», — говорит Койвисто.
Для вспенивания можно использовать несколько технологий. Технологии производства бумаги можно использовать для получения желаемой толщины, но этот метод медленный. Экструзия или 3D-печать создают твердые продолговатые пузыри для прочной структуры, напоминающей дубинку.
«На основе имеющихся данных ИИ делает предложения о том, как добавить желаемое свойство в материал с наименьшими усилиями», — добавляет Койвисто.
Проект получил финансирование от Business Finland для поиска коммерческого применения и рынков для нового материала. Например, промышленное производство и использование в качестве упаковки требует, чтобы пена была действительно биоразлагаемой и дешевой и чтобы ее можно было производить в значительных количествах. «В тоннах и тоннах» — это выражение, использованное Аланко в финской версии пресс-релиза.
Пенопласт также может использоваться в качестве изоляционного материала в строительстве, поскольку он легкий, теплоизолирующий и прочный. Он водостойкий, а значит, пожаробезопасный.
Пена очень похожа на пробку, но в десятки раз легче.
