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 "رنو"، از خط حمل بار جدیدی رونمایی کرده است که در آن، از خودروهای خودران استفاده می‌شود.
علمی فناوری
«خبرگزاری ایسنا» مرکز چاپ و انتشارات دانشگاه علامه طباطبائی به مناسبت آغاز سال تحصیلی جدید کتاب های منتشر شده خود را با تخفیف ۲۰ درصدی ارائه می نماید.
علمی فناوری
«خبرگزاری ایسنا» مهندسان آلمانی، نوعی کوله‌پشتی طراحی کرده‌اند که می‌تواند پشت کاربر را ماساژ دهد.
علمی فناوری
از سوی صندوق رفاه دانشجویان وزارت بهداشت؛
«خبرگزاری ایسنا» سامانه صندوق رفاه دانشجویان وزارت بهداشت تاریخ مجاز برای ثبت‌ درخواست تسهیلات نیم سال اول سال ۹۷-۹۸ را از ۲۵ شهریور الی ۶ مهر ماه ۹۷ اعلام کرد.
علمی فناوری
«خبرگزاری ایسنا» محققان هشدار دادند که مواد پاک کننده خانگی به دلیل افزایش باکتری‌های روده موجب چاقی کودکان می‌شوند.
علمی فناوری
«خبرگزاری مهر» به گزارش خبرگزاری مهر به نقل از نیواطلس، کوله یادشده در سه مدل و با حجم های متفاوت توسط شرکت ایوم طراحی و تولید شده و مجهز به چهار ابزار ماساژ در پشت خود است که دو تای این ابزار در بالا و دو تای دیگر در پایین کوله قرار گرفته و هر دو فاصله اندکی با بد...
علمی فناوری
«خبرگزاری مهر» به گزارش خبرگزاری مهر به نقل از اسپیس، قرار است یک کاوشگر ژاپنی برای نمونه برداری از سیارک به زودی روی صخره ای فضایی فرود آید. طبق برنامه ریزی تخمین زده می شود امروز فضاپیمای Hayabusa۲ دو کاوشگر کوچک روی سیارک Ryugu بفرستد. محققان این پروژه در سا...
علمی فناوری
«خبرگزاری مهر» به گزارش خبرگزاری مهر به نقل از ورج، شیر پنجم توسط طراحی به نام اس دولین تولید شده که قبلا هم مجسمه هایی برای استفاده در اپرا و تئاترهای مختلف تولید کرده بود. مجسمه شیر مذکور به گونه ای طراحی شده که عابران علاقمندان می توانند با استفاده از یک اپلیک...
علمی فناوری
رئیس نهاد نمایندگی رهبری در دیدار با آیت‌الله العظمی نوری همدانی اعلام کرد
«خبرگزاری ایسنا» رئیس نهاد نمایندگی مقام معظم رهبری در دانشگاه‌ها اعزام مبلغ به محیط‌های دانشگاهی و خوابگاه‌های دانشجویی را از اقدامات این نهاد برشمرد و گفت: هزار و ۸۰۰ مبلغ پرونده تبلیغی در این نهاد دارند.
علمی فناوری
«خبرگزاری مهر» به گزارش خبرگزاری مهر به نقل از انگجت، شرکت نیسان یک خودروی وانت را به یک رصد خانه فضایی متحرک تبدیل کرده است. این شرکت طرح اولیه Navara Dark Sky را ارائه کرده که به ستاره شناسان اجازه می دهد در مناطق صعب العبور فعالیت های خود را ادامه دهند. ...

مشاهده مهمترین خبرها در صدر رسانه‌ها

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