آخرين مطالب

تبدیل چوب به یک عایق درجه یک ایرانیان آمریکا

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

تولید انبوه ربات اسپات‌مینی توسط بوستون‌داینامیک / عکس

پدر ضارب مدرسه سانتفه در مورد پسرش صحبت کرد‌!

ارزانترین مناطق واشنگتن و بررسی هزینه زندگی در این مناطق از واشنگتن!

شلوارهای جین آمریکایی و عشق یک هنرمند صاحب یک برند

بیمه خودرو در آمریکا و معرفی ارزان ترین خودرو ها برای اخذ بیمه مناسب!

پاسپورت سفید چیست و نحوه دریافت آن چگونه است ؟

عادت های نادرست و 10 عادت در نظافت، که باید فورا متوقف شوند!

کاهش مصرف سوخت و آلاینده‌های موتورهای دیزلی با فناوری نانو

برگزاری جشنواره بین‌المللی فیلم‌های صدثانیه‌ای با رویکرد کالای ایرانی

188 هزار هکتار از اراضی کشور زیر کشت گیاهان دارویی است

تولید غشاء سه بعدی برای تصفیه روزانه 20 میلیون لیتر آب

تولید محصولات دندانپزشکی توسط یک شرکت دانش بنیان

بومی‌سازی سیستم‌های مدرن کشت گلخانه‌ای در خراسان رضوی

سالانه 150 یافته در سازمان تحقیقات کشاورزی عرضه می شود

کسب وکارهای فضاپایه در حوزه خدمات شهری حمایت می‌شوند

بهره برداران گیاهان دارویی وام می گیرند

تولید آسفالت با روش پلیمریزاسیون پیشرفته

کشت تراریخته گرفتار مافیای واردات/به هر مورد گزارش از آسیب مصرف تراریخته‌ها جایزه می‌دهم

مبتکران همچنان چشم به راه سرمایه گذاران

تدوین مدل توسعه بازار محصولات کشاورزی در کشور

داروی گیاهی ایرانی صرع در راه بازار

پنبه تراریخته در ایران به زیرکشت می رود

توسعه کشاورزی از اولویت‌های صندوق حمایت از سرمایه‎‌گذاری زیست‌فناوری

صادرات محصولات پارک علم و فناوری همدان به 7 کشور

پلاستیک زیستی از کاه ساخته شد

بررسی توسعه انرژی‌های تجدیدپذیر با حضور نمایندگان کشورهای D8

صرفه جویی 40 درصدی انرژی در بخش ساختمان دست یافتنی است

کاهش استفاده از سموم کشاورزی با کشت تراریخته

ارز داخلی دیجیتال می‌تواند جایگزین دلار شود

خرید آنلاین نان سنتی امکان پذیر شد

تولید چراغ‌های روشنایی با قابلیت هوشمندسازی سیستم کنترل

دولت آماده تسهیل فعالیت بخش خصوصی در حوزه فضایی است

اثر پارامترهای فشار و دما در هموژن‌سازی شیر و خامه بررسی شد

روشی جدید برای ضد آب کردن پارچه ابداع شد

اعطای تسهیلات 300 میلیونی بدون وثیقه به طرح‌های‌دانشی زنان/شرایط صدور ضمانت برای شرکت‌ها

خدمات سنجش از دور در اختیار مدیریت بحران کشور قرار می‌گیرد

پرداخت میلیاردی بدهی ها/ تلاش برای حفظ و احیای فندق بومی

سیستم هوشمند گلخانه در چهارمحال و بختیاری افتتاح شد

لنت ترمز با استفاده از گرافن ساخته شد/ بی صدا و دوام بالا

خریداران گرانفروشی گوشی موبایل را به تعزیرات اعلام کنند

کنترل دوره‌ای خودروهای عمومی با "سامانه ایمنی" ساخت محققان کشور

پیش بینی رفتار میکروب های روده با مدل سازی پویا

تنظیم فعالیت‌های مغز توسط یک لیزر کوچک‌تر از گلبول قرمز

موادی که اشیا را از دوربین فروسرخ پنهان می‌کنند

توسعه فناوری‌های سنگ‌های کربناته دشت آبادان در دانشگاه خوارزمی

راه‌اندازی خط تولید نسل جدید موتورهای سنگین دیزلی/دو دستگاه دولتی خریدار محصول داخلی

استفاده از کودهای زیستی کیفیت محصولات کشاورزی را افزایش می‌دهد

شکسته‌شدن رکورد بهره‌وری سلول خورشیدی با ساختار جدید

ساخت کاتالیست‌های تزریقی لجن‌های نفتی در پالایشگاه کرمانشاه برای اولین بار

سرمایه‌گذاری کره‌ای‌ها روی فناوری ایرانی/ ایجاد کلوپ ایران و کره