1396/12/26 281

دانشمندان در مریلند از چوب یک عایق ساختند.

تبدیل چوب به یک عایق درجه یک!

محققان دانشگاه مریلند آمریکا چوب را با استفاده از فناوری نانو تبدیل به عایقی کردند که بیشتر از "استایروفوم" کارایی دارد و می‌تواند به صورت تجاری به عنوان یک عایق سازگار با محیط‌ زیست مورد استفاده قرار گیرد.

به گزارش ایسنا و به نقل از انگجت، آزمایشگاه تحقیقاتی دانشگاه "مریلند" در راستای ساخت یک عایق کارآمد، نوع جدیدی از مواد را ایجاد کرده است که می‌تواند به عنوان یک عایق ارزانتر، قدرتمندتر و سازگارتر با محیط‌زیست استفاده شود.

محققان آن را نانوچوب نامیده‌اند و نسبت به استایروفوم و آلیاژهای سیلیسی عایق بهتری است. "تیان لی"، یکی از محققان این پروژه گفت: این نانوچوب می‌تواند بهتر از بسیاری دیگر از عایق‌های حرارتی فعلی، از جمله استایروفوم عایق‌بندی کند. بسیار امیدوار کننده است که به عنوان مصالح ساختمانی کارآمد از لحاظ مصرف انرژی مورد استفاده قرار گیرد. محققان برای ساخت این مواد، دو جزء طبیعی چوب یعنی "لیگنین" که آن را قهوه‌ای و سفت و سخت می‌کند و "همی‌سلولز"(hemicellulose) را از چوب گرفتند.

لیگنین یک پلیمر پیچیده ساخته شده از واحدهای مولکولی فنیل‌پروپان است که به شکل آمورف و مخلوط با هولوسلولز در نباتات بصورت لایه‌ای دور سلولز را فرا گرفته است. بعد از سلولز لیگنین رایج‌ترین ترکیب در ساختار گیاهان چوبی و غیرچوبی است. چوب خشک حاوی حدود ۲۵ درصد لیگنین است که در دیواره سلولی و در قسمت خارجی سلول قرار گرفته است. لیگنین به‌ عنوان یک اتصال دهنده دیواره سلولی عمل می‌کند و فیبرهای سلولی حاوی ماتریکس را برای استحکام ساختار چوب به هم متصل می‌نماید. منابع لیگنین فراوان هستند و غالبا هم غیرقابل مصرف‌اند.

چوب و پوست درختان که از صنایع الواری به‌ جای می‌مانند و همچنین فضولات کشاورزی، می‌توانند مقدار بسیار زیادی لیگنین به جا بگذارند. منبع کوچک‌تر ولی در دسترس‌تر لیگنین، خمیر کاغذ و صنایع چوب است که ذخیره زیادی برای لیگنین است.

محتویات لیگنین در گونه‌های مختلف چوب از یک درخت به درخت دیگر و حتی در یک منطقه از یک درخت نسبت به منطقه دیگر از همان درخت متفاوت است. لیگنین یک پلیمر با وزن مولکولی بیشتر از 10 هزار در درختان کاج و احتمالا کمتر از 5000 در درختان برگ‌ریز می‌باشد که سه منومر اصلی آن کونیفریل الکل، ایزواوژنول و سیرنژیل الکل می‌باشند.

همی‌سلولز نیز هرگونه "بسپار" ناهمگنی است که به همراه سلولز در دیواره یاخته گیاهان حضور دارد. در حالی که سلولز بلوری، قوی و مقاوم در برابر آب‌کافت است، همی‌سلولز، ساختار بی‌شکل و تصادفی با استحکام کمی دارد که به راحتی توسط اسید رقیق و همچنین آنزیم‌های بی‌شماری آب‌کافت می‌شود.

همچنین همی‌سلولز بر خلاف سلولز دارای زنجیره‌های کوتاه‌تری (۵۰۰ تا ۳۰۰۰ در مقایسه با ۷۰۰۰ تا ۱۵۰۰۰ واحد سلولز) است که دارای شاخه هستند. در ساختار دیواره یاخته در گیاهان همی‌سلولز توسط پکتین به سلولوز متصل می‌شود که سبب ایجاد الیاف‌های مرتبط متقابلی می‌شوند.

این کار موجب سفید شدن چوب شد و آن را تبدیل به عایق گرما کرد. ساختارهای لوله‌ای درون یک درخت که آب و مواد مغذی را حمل می‌کنند، در یک جهت حرکت می‌کنند و گرما می‌تواند در این کانال‌ها جابجا شود. اما گرما در این کانال‌ها به دلیل جدا کردن"لیگنین" و "همی‌سلولز" نمی‌تواند به خوبی جابجا شود، چرا که سبب ایجاد بسیاری از شکاف‌ها در چوب می‌شود.

نانوچوب علاوه بر عایق‌سازی مؤثرتر از مواد رایج کنونی از قبیل استایروفوم، قوی‌تر نیز هست و باعث ایجاد تحریکات ریه نخواهد شد. تیم تحقیقاتی همچنین می‌گوید که می‌توان آن را به قیمت پایین 7.44 دلار در ازای هر متر مربع عرضه کرد و می‌توان آن را با ضخامت کمتر از یک میلیمتر و زیست تخریب‌پذیر ساخت. بنابراین به زباله‌های مواد عایق تبدیل نمی‌شود.

"لیانگ‌بینگ هو"، استاد دانشکده علوم و مهندسی مواد در دانشگاه مریلند و سرپرست این پروژه در بیانیه‌ای گفت: برنامه تحقیقاتی من با استفاده از فناوری نانو طبیعی که در چوب دیده می‌شود، آزمایش می‌شود. ما راه‌هایی برای استفاده از چوب را کشف می‌کنیم که می‌تواند در ساخت خانه‌های کارآمد از لحاظ مصرف انرژی و سازگاری با محیط‌زیست مفید باشد. این پژوهش اخیرا در Science Advances منتشر شده است.

منبع
ایسنا
کلیدواژه:

توضیح: نظراتی که درج می شود، صرفا نظرات شخصی افراد است و لزوماً منعکس کننده دیدگاههای 'سلامت ۱۱۸' نمی باشد.

سلامت ۱۱۸: مرجع سلامت جسم و روان: پزشکی، روانشناسی، تغذیه، ورزش و زیبایی

نظر شما

پرطرفدارترین مطالب امروز

تازه های سلامت ۱۱۸

علت درد دست از آرنج به پایین و راه های درمان آن

خوراکی‌هایی که به افزایش تمرکز کمک می‌کنند

چند روش برای کنترل استرس روزمره

باز آلدرین ۹۰ ساله شد

کشف پروتئینی که تاثیر ورزش را روی پوست پیاده می‌کند

گوگل خرید اینترنتی لباس را آسان می‌کند

توسعه درمانی نوین برای خلاص شدن از چربی‌ها

با بمب لاغری آشنا شوید

مناسب‌ترین ورزش‌ها برای کودکان و نوجوانان

«بخارا»ی زمستان با بهمن سرکاراتی آمد

درمان سرطان خون با واکسن جامد

شاید روزی بدون ورزش بتوان عضله‌سازی و چربی‌سوزی کرد!

ساخت بتن از باکتری!

با این روش‌های ساده افسردگی زمستانه را درمان کنید

با منافذ باز پوست چه کنم؟

۵ غذایی که نباید در فست فودها سفارش بدهیم

چگونگی مصرف دارو در دوران بارداری!

«شب هرتا مولر» برگزار می‌شود

بازیافت باتری تلفن همراه با استفاده از دی‌اکسید کربن

ابداع ماشینی که کبد را یک هفته خارج از بدن زنده نگه می‌دارد

برگزاری شبی برای "آلبر کامو"

بزرگترین تحولات خانه‌های هوشمند در سال ۲۰۲۰

اندازه‌گیری قند خون با کمک دستگاه مبتنی بر هوش مصنوعی

فرسودگی با ضربان نامنظم قلب مرتبط است

اگر ویتامین D مصرف نکنیم...

سلامت ۱۱۸ در شبکه های اجتماعی