Door de warmtestroom in bamboe in kaart te brengen, kunnen in de toekomst brandveilige gebouwen worden ontworpen die ook energie-efficiënter zijn.

Steden worden dichtbevolkter en daarom moeten er meer gebouwen komen om al die mensen te huisvesten. Maar de productie van het staal en het beton dat hiervoor nodig is, levert een enorme CO₂-uitstoot op. Daarom zoeken wetenschappers het steeds vaker in een andere hoek: die van natuurlijke bouwmaterialen. Zo is hout een goede kandidaat, maar bamboe is ook milieuvriendelijker dan staal en beton.

Onderzoekers van de Universiteit van Cambridge zijn wat dieper in de structuur van het favoriete kostje van de panda gedoken. Ze brachten met een geavanceerde techniek het warmtetransport van bamboe in kaart. Die bevindingen, gepubliceerd in Scientific Reports, kunnen bijdragen aan de ontwikkeling van energie-efficiëntere en brandveilige gebouwen gemaakt van natuurlijke materialen.

Lees ook:

• ‘Betonploffing’ ontrafeld door Zwitserse wetenschappers
• Nederlands bedrijf komt met groen beton
• Nieuwe gel moet aantal bosbranden verminderen

Bamboe

Het team legde dwarsdoorsnedes van het vaatweefsel van bamboe onder een zogeheten scanning thermal microscope die de lokale temperaturen en de thermische geleidbaarheid (hoe goed een materiaal warmte geleidt) visualiseerde. Het vaatweefsel bestaat uit kleine buisjes die zorgen voor het transport van stoffen in planten.

De resulterende afbeeldingen onthulden een ingewikkelde vezelstructuur met lagen dikke en dunne celwanden. In de dikkere celwanden van de bamboestreng zagen de onderzoekers pieken van warmtegeleidbaarheid. Dit komt door celluloseketens – een belangrijk bestanddeel van de celwand – die bijna parallel aan de plantenstam liggen. De dikkere lagen geven bamboe ook zijn sterkte en stijfheid. De dunnere celwanden hebben daarentegen een lager warmtegeleidingsvermogen doordat celluloseketens haaks op de plantenstengel staan.

Warmtegeleiding

Hoewel er veel onderzoek is gedaan naar de celstructuur van bamboe in relatie tot de mechanische eigenschappen, was nog niet onderzocht hoe de celstructuur de thermische eigenschappen van het materiaal beïnvloedt. En dat terwijl de hoeveelheid verwarming en koeling die nodig is in gebouwen gerelateerd is aan de eigenschappen van de materialen waarvan ze zijn gemaakt.

Bamboe wordt al als bouwmateriaal gebruikt, maar een beter begrip van zijn thermische eigenschappen geeft inzicht in hoe het energieverbruik van bamboegebouwen kan worden verminderd. De volgende stap is om te onderzoeken wat er gebeurt met de warmtestroming in bamboe als het oppervlak wordt blootgesteld aan vuur. Dit kan op zijn beurt weer belangrijke informatie opleveren voor het brandveiliger maken van het bouwmateriaal.

Bronnen: Scientific Reports, University of Cambridge via EurekAlert!

Ben je geïnteresseerd in de wereld van wetenschap & technologie en wil je hier graag meer over lezen? Word dan lid van KIJK!