Til hovedinnhold

Mer effektiv varmeisolasjon med nanoporer

Mer effektiv varmeisolasjon med nanoporer

Publisert 3. juni 2016

Prosjektet "Høyytelse nanoisolasjonsmaterialer" (High-Performance Nano Insulation Materials, Hi-Per NIM) skal utvikle kunnskap som grunnlag for å produsere nanoisolasjonsmaterialer med bedre mekaniske egenskaper og lavere varmeledningsevne enn dagens aerogelmaterialer.

SEM-bilder fra utviklingen av nanoisolasjonsmaterialer basert på hule silika nanokuler. Illustrasjon: SINTEF/NTNU

Mer effektive nanoisolasjonsmaterialer vil bidra til mindre energibruk og redusert utslipp av drivhusgasser fra bygninger og industri.

Drømmematerialet er fleksibelt og stabilt

Nanoisolasjonsmaterialer (NIM) er basert på teoretiske betraktninger av varmeledning i porøse materialer (bl.a. den såkalte Knudsen effekten for nanoporer). Drømmematerialet i prosjektet er fleksibelt og mekanisk stabilt, har en varmeledningsevne lavere enn 0.014 W/(mK), og kan f.eks. være basert på hule nanokuler og nanofibre (figur 1). Eksempler på utviklingen av NIM basert på hule silika nanokuler er vist i transmisjon og skanning elektronmikroskop (TEM og SEM) bildene i figur 2.

Tverrfaglig samarbeid sikrer bærekraftig material

Teoretisk modellering av termiske og mekaniske egenskaper vil danne grunnlag for valg av kjemisk sammensetning og struktur av NIM. Deretter vil kontrollert syntese være nødvendig for å oppnå de ønskede egenskapene i praksis. Materialet skal være kostnadseffektivt og robust med hensyn til produksjon, håndtering, bruk og avhending. Levetidsbetraktninger, livsløpsanalyser og vurdering av helse-, miljø- og sikkerhetsaspekter er viktige element for å sikre at materialet blir bærekraftig. Dermed krever prosjektet tett samarbeid mellom miljøingeniører, materialvitere og teoretiske og eksperimentelle fysikere og kjemikere.

Om prosjektet Hi-Per NIM

Hi-Per NIM finansieres av Nano2021 programmet i Norges forskningsråd og utføres i samarbeid mellom SINTEF Byggforsk, SINTEF Materialer og kjemi, Norges teknisk-naturvitenskapelige universitet (NTNU) og Universitetet i Oslo (UiO).

Prosjektet består av fem tett integrerte arbeidspakker:
WP1: Hule nanokuler
WP2: Hule nanofibre
WP3: Integrasjon av hule nanokuler og nanofibre
WP4: Teoretisk modellering
WP5: Bærekraft

Prosjektet vil utdanne to PhD-kandidater og en eller flere masterstudenter. PhD-studentene vil være tungt involvert i materialsyntesene, hvor i tillegg den ene vil fokusere på teoretisk modellering og den andre på HMS og livsløpsanalyser. Masterstudentene vil studere samhandling og kommunikasjon mellom de ulike fagdisiplinene i prosjektet.