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
دکتر حداد عادل:
«خبرگزاری ایسنا» رئیس فرهنگستان زبان و ادب فارسی در مراسم بزرگداشت علمی و معرفتی دکتر احمد احمدی، ایشان را "عاقبت به خیر" دانست و خاطرنشان کرد: بزرگترین درسی که مرحوم احمدی به ما داد، این بود که خداوند هرکس را که اخلاص داشته باشد، حفظ می‌کند.
علمی فناوری
در آیین بزرگداشت علمی و معرفتی استاد فقید عنوان شد؛
«خبرگزاری ایسنا» عضو هیئت علمی دانشگاه شهید بهشتی، مرحوم احمدی را مظهر جهاد و مجاهدت در زندگی توصیف و خاطرنشان کرد: ایشان فردی اسوه و نمونه و از جمله علمایی بود که تعداد آن‌ها روز به روز کمتر می‌شود.
علمی فناوری
«خبرگزاری ایسنا» در ادامه اعتراضات روزهای گذشته و با اعلام آمادگی جمع کثیری از دانشجویان برای عدم شرکت در امتحانات امروز دوشنبه 28 خرداد ماه دانشجویان دانشکده علوم اجتماعی در لابی دانشکده جمع شدند تا اعتراض‌ خود را نسبت به احکام صادره برای همکلاسی‌هایشان نش...
علمی فناوری
رئیس دانشگاه بوعلی در نشست معاونان پژوهشی منطقه ۴ کشور:
«خبرگزاری ایسنا» رئیس دانشگاه بوعلی در پنجمین اجلاس شورای سیاست گذاری و برنامه ریزی معاونان پژوهش و فناوری منطقه ۴ کشور گفت: آسیب‌شناسی در حوزه پژوهش یکی از بحث‌های جدی ما است و این موضوع باید به صورت جزء در استان‌ها و شهرها بررسی شود تا بتوانیم راهبرد کلی ...
علمی فناوری
دکتر برومند در جمع معاونان پژوهشی منطقه ۴ کشور:
«خبرگزاری ایسنا» معاون پژوهش و فناوری وزیر علوم گفت: ارتقای فعالیت دانشگاه‌های کشور از آموزش و پژوهش به تولید فناوری‌های نو نیازمند همفکری و کار مشترک تیمی بین دانشگاه‌ها، مراکز آموزشی و قطب‌های علمی است.
علمی فناوری
از سوی رئیس موسسه پژوهشی حکمت و فلسفه تشریح شد
«خبرگزاری ایسنا» رئیس موسسه پژوهشی حکمت و فلسفه، دکتر احمد احمدی را فیلسوف ثابت قدم معاصر دانست و گفت: این ثابت قدمی به معنی عدم تکامل اندیشه‌های ایشان نبوده، بلکه این تکامل در کتاب بن‌لایه‌های شناخت ایشان به خوبی قابل مشاهده است.
علمی فناوری
رئیس پژوهشگاه فرهنگ و اندیشه اسلامی:
«خبرگزاری ایسنا» رئیس پژوهشگاه فرهنگ و اندیشه اسلامی در مراسم بزرگداشت علمی و معرفتی استاد فقدی دکتر احمد احمدی، وی را یک روحانی به معنی واقعی کلمه توصیف کرد و گفت: ایشان عموم کتاب‌ها را به دقت می‌خواند و دغدغه و وسواس خاصی به لحاظ سطح علمی، سلامت فکری و اه...
علمی فناوری
«خبرگزاری ایسنا» قائم مقام معاون پژوهش و فناوری وزیر علوم، تحقیقات و فناوری در امور فناوری و سرپرست دفتر سیاستگذاری و برنامه‌ریزی امور فناوری در سی‌امین نشست مدیران مراکز رشد سراسر کشور از بازنگری در آیین‌نامه نحوه راه‌اندازی و فعالیت مراکز رشد واحدهای فناو...
علمی فناوری
قائم مقام معاون پژوهشی وزیر علوم خبر داد
«خبرگزاری ایسنا» قائم مقام معاون پژوهش و فناوری وزیر علوم، تحقیقات و فناوری در امور فناوری و سرپرست دفتر سیاستگذاری و برنامه‌ریزی امور فناوری در سی‌امین نشست مدیران مراکز رشد سراسر کشور از بازنگری در آیین‌نامه نحوه راه‌اندازی و فعالیت مراکز رشد واحدهای فناو...
علمی فناوری
تحقیقات جدید نشان داد؛
«خبرگزاری ایسنا» طبق یک مطالعه جدید، میزان بالای ویتامین D در بدن می‌تواند خطر ابتلا به سرطان سینه را کاهش دهد.

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