Categories: اخبار فرش ماشینی

نانوالیاف سلولزی شفاف و قوی تر از فولاد

نانوالیاف سلولزی ::‌ تولید چوب نامرئی با استفاده از حذف مواد رنگزای چوب و پرکردن نانوالیاف سلولزی چوب با پلیمر استحکام بخش، امکان پذیر شده است.

هزار سال است که چوب به عنوان یکی از مواد اولیه‌ی ساختمانی در برخی از بزرگ‌ترین شاهکارهای معماری جهان استفاده‌شده است و معماران و مهندسان همواره به دنبال مواد دوستدار محیط‌زیست و بادوامی برای استفاده در ساخت بنا بوده‌اند. امروزه این آرزو با کمک مواد جدید و غیرمعمولی محقق شده است.
در طول سال‌های گذشته، دانشمندان دانشگاه مریلند در کالج پارک در حال تحقیق بر نوعی از مواد شفاف با کارایی برتر از چوب بوده‌اند. به این منظور از هیدروکسید سدیم و هیدروژن پراکسید برای حذف لیگنین از چوب استفاده می‌شود.
به گفته‌ی دکتر Liangbing Hu عضو دانشکده علوم و مهندسی مواد، چوب نامرئی قوی‌تر از چوب معمولی است و می‌تواند به‌جای موادی همچون پلاستیک که سازگاری کمتری با محیط‌زیست دارند، استفاده شود. در جهانی که در آن معماری مدرن شهری به‌شدت متکی بر استفاده از شیشه و فولاد است، جایگزینی این مواد با چوب شفاف و زیست‌تخریب‌پذیر می‌تواند مفاهیم طراحی را متحول کرده و همچنین هزینه های گرمایش و مصرف سوخت را کاهش دهد.

نحوه ساخت چوب نامرئی

دکتر هو روند ایجاد چوب شفاف را در دو مرحله بیان می‌کند:
ابتدا، لیگنین، ماده آلی موجود در گیاهان آوندی به‌صورت شیمیایی حذف خواهد شد که این فرایند مشابه روش مورداستفاده در ساخت خمیرکاغذ است. لیگنین موجب ایجاد ته رنگ زرد در چوب است. این فرایند به‌عنوان مرحله‌ی رنگ‌بری از چوب در نظر گرفته می‌شود.
گام دوم پر کردن کانال و یا رگه‌های چوب با تزریق اپوکسی است که می‌تواند به‌عنوان عامل تقویت‌کننده در نظر گرفته شود.
اپوکسی‌ها معمولاً در چسب و برای تقویت مواد کامپوزیتی مورداستفاده قرار می‌گیرند. این روند که حدود یک ساعت به طول می‌انجامد، برای حفظ آرایش نانو الیاف سلولز صورت می‌گیرد.
نانو الیاف سلولز که دیواره کانال را شکل می‌دهند عامل اصلی ایجاد استحکام در چوب است؛ بنابراین این کانال نباید تخریب شود و درنتیجه با این روش می‌توان ساختار اصلی چوب را حفظ کرده و آن را شفاف نمود و به‌طور هم‌زمان به آن استحکام بخشید.

پس از حذف رنگ، پلیمر و یا اپوکسی می‌تواند برای تقویت چوب تزریق شود. محصول نهایی یک چوب قوی‌تر و شفاف است.

مزایای استفاده از چوب شفاف:
دکتر هو افزود: در آینده نزدیک، چوب شفاف قابلیت آن را دارد که به‌جای شیشه جایگزین شود. پنجره‌های شیشه‌ای به دلیل عایق‌بندی گرمایی نامناسب، مشکلات بزرگی در تابستان و زمستان ایجاد می‌کنند. چوب عایق بهتری در مقابل سرما است و در مناطقی با آب‌وهوای گرم، محیط داخلی را خنک نگه می‌دارد.

خانه ساخته‌شده در یک صخره

این مطالعه همچنین نشان می‌دهد که کامپوزیت چوبی شفاف، کیفیت انتقال بالا و یا «شفافیت نوری بالایی» از خود نشان داده و به‌طور بالقوه در سلول‌های خورشیدی که انرژی خورشید را به الکتریسیته تبدیل می‌کنند، قابل‌استفاده است.
دکتر هو از قابلیت این مواد پیشرفته برای کنترل و حبس نور واردشده سخن می‌گوید: اگر شما چوب شفاف را در مقابل یک سلول خورشیدی قرار دهید، مقدار نور بالاتری جذب خواهد کرد و میتوانید بهره وری را تا ۳۰% افزایش دهید.

چوب نامرئی مقاوم‌تر از فولاد

این مواد برای معماران و مهندسانی که در جست‌وجوی مصالح ساختمانی دوستدار محیط‌زیست هستند امکانات زیادی را در مقیاس بزرگ فراهم می‌آورد. به‌طور بالقوه، می‌توان با وزن مشابه با فولاد، چوبی با استحکام برابر و یا حتی بیش‌تر از فولاد تولید کرد.

————————————————————————————