آخرين مطالب

تبدیل چوب به یک عایق درجه یک اقتصادي

تبدیل چوب به یک عایق درجه یک

  بزرگنمايي:

سرزمین ایرانیان- 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 25 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 (500 تا 3000 در مقایسه با 7000 تا 15000 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.




نظرات شما

ارسال دیدگاه

Protected by FormShield

ساير مطالب

عرضه بسته‌بندی‌های طبیعی مواد غذایی با کمک فناوری نانو

راه اندازی پایگاه صادراتی محصولات نانو در اندونزی

تبدیل روغن پسماند آشپزخانه به سوخت غیرفسیلی با سنتز یک نانوکاتالیست

تولیدکنندگان سیستم‌های موقعیت یابی ماهواره‌ای حمایت می‌شوند

حمایت از کالای ایرانی در گروِ حفظ نخبگان در کشور است

برنامه‌ریزی برای درآمدزایی از طرح پرورش ماهی خاویار در زابل

رفع مشکل بازرسی فنی رادیوگرافی صنعتی معمولی با ابداع محققان ایرانی

محصولات جدید حوزه پزشکی بازساختی وارد بازار می شود

آغاز عملیات اجرایی احداث نخستین نیروگاه خورشیدی شناور کشور در زابل

کاکائو هم مهندسی ژنتیک شد

حمایت لیزینگی برای فروش فناوری‌های داخلی به مشتریان خارجی

لزوم توجه به قیمت‌گذاری محصولات کشاورزی بر اساس کیفیت آن‌ها

شروع فعالیت ویروس باج گیر «آیرون»/ تقاضای «بیت کوین» از قربانیان

بسته دارویی ترکیبی برای کنترل فشار خون رونمایی شد

غلبه بر حواشی تحقیق و تولید، پیش‌شرط به سرانجام رسیدن کاتالیست‌های نفت و گاز

400 دستگاه خودرو برقی دانشگاه آزاد قزوین وارد بازار می‌شود

راه‌اندازی واحد تولید پنتان و هگزان در پالایشگاه کرمانشاه

ساخت شبیه‌سازی که صنعت آموزش دریانوردی کشور را متحول می‌کند

ورود دانشگاه‌ها به فناوری‌های جدید، تولید ایرانی را رونق می‌دهد

آب خاکستری کارواش به چرخه مصرف بازگشت

دستگاهی برای تبدیل آلیاژ مکانیکی در ابعاد نانو ساخته شد

مجهزترین آزمایشگاه‌ دانشگاهی گچ ایران همکار استاندارد شد

توسعه انرژی‌های بادی در کشور نیازمند سرمایه‌گذاری سالانه 6000 میلیاردی است

گام‌های امیدبخش برای کشت کینوا به جای برنج

مقاومت بالای چرم در برابر شعله با فناوری نانو

معاونت علمی از فعالان ارز دیجیتال حمایت می کند

بی‌اعتمادی صنعت به دانشگاه مانع حمایت از کالای ایرانی است

لزوم حضور شرکت‌های دانش‌بنیان در تولید انرژی و مدیریت کربن در کشور

تلاش برای جذب سرمایه‌گذار برای طرح‌های استارتاپی حوزه نفت

صنعت تولید جلبک در کشور توسعه‌یافته می‌شود

موفقیت محققان دانشگاهی در بازیابی و استحصال وانادیوم از سرباره‌های آن

ساخت کاتالیسی برای تولید اتیل بنزن/ کاربرد در صنعت پتروشیمی

ضرورت تعریف پروتکل‌های مشخص برای گسترش همکاری‌های دانشگاه و صنایع

انتقاد از صادرات گیاهان دارویی به صورت خام

صنعت تولید مواد شیمیایی زیست‌پایه توسعه می‌یابد

استفاده از اکسید آلومینیوم برای جلوگیری از زنگ زدگی

استفاده از ربات‌ها در تاکستان برای صرفه‌جویی در آب

استفاده از لجن نفتی در تولید سیمان توسط محققان کشور

توان تولید روزانه 5.5 کیلووات ساعت انرژی الکتریسته از خورشید در کشور/ضریب 40 درصدی انرژی باد

ارتباط صحیح صنعت و دانشگاه در گرو کاهش تصدی گری دولت

ابداع یک پچ شفاف برای تشخیص تهدیدهای خطرناک مواد غذایی

نقش‌آفرینی جدی تر در اکوسیستم فناوری کشور

ضرورت بسترسازی برای حضور بانوان در فضاهای نوآورانه کسب و کار

تبدیل چوب به یک عایق درجه یک

تصویب آیین‌نامه ایجاد بازار بهینه‌سازی انرژی و محیط زیست

رونمایی از دستگاه پیشرفته ایرانی برای آزمایش های خون شناسی

مروری بر کاربردهای پلاسمای خلاء در صنعت نساجی

افزایش برداشت از چاه‌های مرده نفتی با پساب فرآیند نمک‌زدایی نفت خام

معرفی 800 رقم جدید گل داوودی از سوی محققان کشور

ساخت توربین گازی با قابلیت‌ افزایش تولید برق و کاهش ایجاد گازهای گلخانه‌ای