محققان دانشگاه شاهرود موفق به ساخت چوب نانویی شدند

به گزارش خرید بک لینک، پژوهشگر دانشگاه صنعتی شاهرود با همکاری بین المللی موفق به تولید نانوکامپوزیتی زیستی از آرد چوب، نانولوله های کربنی و چسب لیگنینی شد. این ماده نوآورانه دارای خواص مکانیکی، الکتریکی و حرارتی بالا بوده و جایگزینی سبز برای پلاستیک های رایج در خانه های هوشمند است.
به گزارش گروه علمی ایرنا از ستاد ویژه توسعه فناوری نانو، با گسترش سریع فناوری خانه های هوشمند، احتیاج به مواد چندمنظوره و کارآمد برای ساخت تجهیزات و مبلمان هوشمند روزبه روز افزایش خواهد یافت. در این راستا، ماشاالله رضاکاظمی، عضو هیئت علمی دانشکده مهندسی شیمی و مواد دانشگاه صنعتی شاهرود، در همکاری با تیمی از محققان بین المللی، موفق به توسعه نوعی کامپوزیت زیستی نوآورانه شده اند که می تواند اهمیت بالای ی در ساخت خانه های هوشمند، ایمن و کم مصرف ایفا کند.
در این پژوهش، از آرد چوب صنوبر (پسماندی تجدیدپذیر از منابع جنگل داری و کشاورزی)، نانولوله های کربنی چنددیواره (MW-CNT) بعنوان پرکننده های رسانا و لیگنین طبیعی بعنوان چسب زیستی استفاده شده است. این ترکیب منحصر به فرد نه تنها خواص مکانیکی قابل ملاحظه ای عرضه می دهد، بلکه با حذف چسب های مصنوعی، پایداری زیست محیطی بیشتری دارد و به کاهش اثرات زیست محیطی نسبت به پلی اتیلن و پلی وینیل کلراید (PVC) کمک می نماید.
این نانوکامپوزیت زیستی بطور دقیق تر سه چالش عمده در محیط خانه های هوشمند را هدف قرار می دهد:
خطر تخلیه الکترواستاتیکی که می تواند به تجهیزات حساس صدمه برساند؛
مدیریت حرارتی تجهیزات هوشمند که به انتقال مؤثر گرما نیاز دارند؛
کارایی پایین سیستم های گرمایش تابشی با دمای پایین مانند کف گرمایی.
برای دستیابی به عملکرد بالا، ابتدا آرد چوب تحت تیمار قلیایی قرار گرفت تا همی سلولز حذف و واکنش پذیری سلولز افزایش یابد. سپس لیگنین با تشکیل پیوندهای هیدروژنی و برهم کنش های قوی در فرایند پرس گرم، نقش کلیدی در استقامت بین نانولوله های کربنی و الیاف چوب ایفا کرد. اختلاط مکانیکی هم باعث توزیع یکنواخت نانولوله ها در ماتریس کامپوزیت شد.
بر اساس نتایج آزمایشگاهی، این ماده جدید عملکرد فیزیکی و الکتریکی بسیار خوبی دارد: استقامت خمشی ایستا: ۱۲۶٫۵۶ مگاپاسکال، استقامت کششی: ۱۱۸٫۶۵ مگاپاسکال، رسانایی الکتریکی: ۳٫۱۶×۱۰⁵ اهم متر و رسانایی حرارتی: ۰٫۸۰۶ وات بر متر-کلوین.
این خواص، آنرا جهت استفاده در تجهیزات خانه های هوشمند، سطوح گرمایشی، پوشش های دیوار و کف، و حتی مبلمان الکترونیکی مناسب می سازد.
ارزیابی چرخه عمر (LCA) این نانوکامپوزیت نشان داده است که تأثیرات زیست محیطی آن به مراتب کمتر از مواد پلاستیکی رایج است. استفاده از چسب زیستی طبیعی و پسماندهای چوبی، نه تنها آلودگی ها را می کاهد بلکه به ایجاد یک زنجیره تأمین پایدارتر و دوستدار محیط زیست کمک می نماید.
این موفقیت می تواند زمینه ساز تغییر مهمی در صنعت ساخت وساز، طراحی داخلی و تولید تجهیزات هوشمند خانگی باشد و جایگزینی مناسب برای مواد پایه نفتی در راه تحقق خانه هایی کم مصرف و پایدار فراهم آورد.
برای مطالعه مقاله، اینجا را ببینید.

منبع: خرید بک لینک