علمی فناوری 14:37 - 23 اسفند 1396
به دست محققان دانشگاه مریلند انجام شد؛
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.

تبدیل چوب به یک عایق درجه یک

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.

انتهای پیام

 

پربازدید ها
پر بحث ترین ها

مهمترین اخبار علمی فناوری

علمی فناوری
«خبرگزاری ایسنا» شرکت "آنکی"(Anki) به تازگی اعلام کرده است که ربات ساخت این شرکت که "وکتور"(Vector) نام دارد، در آینده‌ای نزدیک قادر خواهد بود به دستیار صوتی "الکسا" وصل شود.
علمی فناوری
بررسی زلزله‌های هفته گذشته
«خبرگزاری ایسنا» در هفته گذشته زلزله‌های متعددی در هویزه استان خوزستان رخ داد که براساس فرضیه‌های اولیه محققان این حوزه، گسل نهان امتداد لغزی در جهت عمود بر گسل‌های راندگی منطقه وجود دارد که مسبب این زمین لرزه‌ها باشد علاوه بر آن زلزله‌هایی نیز در نزدیکی کل...
علمی فناوری
معاون تحقیقات و فناوری دانشگاه علوم‌پزشکی زنجان:
«خبرگزاری ایسنا» معاون تحقیقات و فناوری دانشگاه علوم‌پزشکی زنجان گفت: اگر بتوانیم ایده‌پردازی کرده و به جوانان در این بخش اجازه فعالیت دهیم، قطعا تلاش‌ها منجر به ایجاد اشتغال و رفتن به سمت اقتصاد مقاومتی و کاهش وابستگی به کشورهای دیگر خواهد شد.
علمی فناوری
رئیس اپراتور شبکه علمی کشور مطرح کرد:
«خبرگزاری ایسنا» رئیس اپراتور شبکه علمی کشور از عملیاتی شدن طرح ملی گردشگری سلامت با بهره‌مندی از زیرساخت‌های فناوری اطلاعات به عنوان طرحی موثر در چرخه تجارت الکترونیک خبر داد و گفت: در این حوزه به زودی شاهد اقدامات خوبی خواهیم بود.
علمی فناوری
«خبرگزاری ایسنا» به دنبال موفقیت کاوشگر پیشگام در ارسال اولین میمون به فضا در بهمن‌ ماه ۱۳۹۱ پژوهشگاه سامانه های فضانوردی ایران، در جهت به دست آوردن تجربیات بیشتر، آماده‌سازی محموله فضایی دیگری را برای ارسال دومین میمون، در دستور کار قرار دادند.
علمی فناوری
قائم مقام جامعه اسلامی دانشجویان دانشگاه فردوسی مشهد:
«خبرگزاری ایسنا» قائم مقام جامعه اسلامی دانشجویان دانشگاه فردوسی مشهد گفت: دانشجویان دانشگاه فردوسی حتی نسبت به شرکت در برنامه‌های جنگ شادی هم دیگر چندان رغبتی ندارند.
علمی فناوری
در نشست «بررسی وضعیت جنبش‌های دانشجویی در دانشگاه» بررسی شد؛
«خبرگزاری ایسنا» از تحلیلگران سیاسی تا اساتید فلسفه و جامعه‌شناسان همه از رمق افتادن جنبش دانشجویی دم می‌زنند و به بن‌بست رسیدن این جنبش اذعان دارند.
علمی فناوری
با شرکت 52 هزارو 502 داوطلب
«خبرگزاری ایسنا» آزمون کارشناسی ارشد فراگیر دانشگاه پیام نور امروز(جمعه) برگزار شد.
علمی فناوری
«خبرگزاری ایسنا» محققان به تازگی دریافته‌اند که سیاره فراخورشیدی "GJ ۳۴۷۰b" به سرعت در حال از دست دادن جرم خود است.
علمی فناوری
«خبرگزاری مهر» به گزارش خبرگزاری مهر به نقل از آسوشیتدپرس، هواپیمای فضایی ویرجین گالاکتیک روز گذشته پرواز آزمایشی خود را انجام داد و در صحرای مجاوه کالیفرنیا به ارتفاعی بیش از ۵۰ مایل صعود کرد. این هواپیمای فضایی نخست به ارتفاع ۵۱ مایل( ۸۲ کیلومتر) رسید و سپس به ...

مشاهده مهمترین خبرها در صدر رسانه‌ها

تبلیغات متنی (ویژه)
صفحه اصلی | درباره‌ما | تماس‌با‌ما | تبلیغات | حفظ حریم شخصی

تمامی اخبار بطور خودکار از منابع مختلف جمع‌آوری می‌شود و این سایت مسئولیتی در قبال محتوای اخبار ندارد

کلیه خدمات ارائه شده در این سایت دارای مجوز های لازم از مراجع مربوطه و تابع قوانین جمهوری اسلامی ایران می باشد.

کلیه حقوق محفوظ است