Search

International audience

Acknowledgements: research leading to these results was funded within the 7th EU Framework Program, (FP7/2007-2013), under grant agreement n°260141, AEROCOINS project, and French National Research Agency (ANR), project “Nanocel” ANR-09-HABISOL-010.; International audience; Cellulose aerogels can be prepared via dissolution-coagulation-drying with supercritical CO2 (so-called “Aerocellulose”). They are ultra-light (apparent density 0.05-0.20 g/cm3), with rather high specific surface (200-300 m2/g) and pore sizes distribution ranging from a few tens of nanometers to few microns. In the view of Aerocellulose nanostructuring (for example, to achieve low thermal conductivity), two approaches were taken: i) cellulose chemical cross-linking and ii) preparation of cellulose-silica hybrid aerogels. Compared to pure Aerocellulose the thermal conductivity of such nanostructured Aerocellulose was found to be reduced and specific surface of organic-inorganic hybrids was increased up to 800 m2/g. Structure-properties relationships of these novel materials will be discussed.

International audience; Les « bio-aérogels » sont des matériaux de type aérogels issus des polysaccharides, comme par exemple la cellulose ou la pectine et sont appelés Aérocellulose1,2 ou Aéropectine3. Ils sont préparés en plusieurs étapes : dissolution du polymère et gélification puis coagulation et séchage au CO2 supercritique. Ces bio-aérogels ont des propriétés structurales intéressantes comme une très grande porosité (> 90%), de faibles densités de 0.05-0.25 g/cm3 et de grandes surfaces spécifiques 200-300 m²/g ; mais également des propriétés mécaniques prometteuses avec un module d’Young de 10-30 MPa et une déformation plastique jusqu’à 60-70% avant la densification du réseau poreux. L’aérocellulose possède une large distribution de taille de pores, entre quelques dizaines de nanomètres jusqu’à plusieurs microns, ce qui ne permet pas d’atteindre des propriétés thermiques superisolantes (la conductivité thermique d’aerocellulose est autour de 0.030-0.035 W/(m.K)). Pour affiner la distribution de taille de pores, la cellulose dissoute dans le solvant 8%NaOH-eau a été réticulée chimiquement par l’épichlorhydrine. En jouant sur le degré de réticulation, les aérogels de cellulose obtenus sont plus finement nanostructurés et présentent des propriétés thermiques améliorées, avec une conductivité thermique autour de 0.025 W/(m.K). Les propriétés mécaniques de ces nouveaux matériaux sont également renforcées comparées à celles des aérocelluloses non-modifiées. La pectine est un polysaccharide naturel abondant et est un déchet de l’industrie agroalimentaire. L’aérogel de pectine correspondant, l’aéropectine, présente une plus faible conductivité thermique que l’aérocellulose (0.020 W/(m.K)) grâce à sa structure poreuse intrinsèquement plus nanostructurée.