به گزارش ایسنا، توسعه پایدار در حوزه انرژی و محیط زیست، سالهاست به یکی از موضوعات مهم در علم و صنعت تبدیل شده است. در این میان، استفاده از مواد زیستی به جای مواد بر پایه نفت، توجه زیادی را به خود جلب کرده، زیرا این مواد میتوانند در کنار کارایی مناسب، با محیط زیست سازگارتر باشند. چوب یکی از مهمترین مواد زیستی در این زمینه است. این ماده طبیعی به دلیل استحکام مکانیکی مطلوب، از گذشته در صنایع مختلف مانند مبلمان و ساختمان به کار رفته است. با این حال، نگاه پژوهشگران امروز فقط به مصرف سنتی چوب محدود نیست، بلکه آنان تلاش میکنند با اصلاح این ماده، ویژگیهای تازهای برای آن ایجاد کنند. این اصلاحها میتواند پایداری ابعادی، مقاومت مکانیکی، مقاومت در برابر آتش و پایداری گرمایی چوب را بهبود دهد و مسیر را برای تولید محصولات جدید هموار کند.
در دهههای گذشته، پژوهشهای متعددی برای ساخت محصولات نو بر پایه چوب یا چوب اصلاحشده انجام شده است. نتیجه این تلاشها، تولید موادی با رسانندگی گرمایی کم، آبگریزی بالا، شفافیت و حتی برخی ویژگیهای خاص دیگر بوده است. یکی از مهمترین این فرآوردهها، چوب شفاف است؛ مادهای که از طریق حذف یا اصلاح لیگنین در چوب و سپس اشباع کردن آن با یک پلیمر مناسب به دست میآید. لیگنین بخشی از ساختار چوب است که در رنگ و کدر بودن آن نقش دارد. چوب شفاف نخستین بار در سال ۱۹۹۲ برای آسانتر شدن مطالعه ساختار ظاهری چوب معرفی شد، اما بعدها پژوهشگران دریافتند که این ماده میتواند فراتر از یک ابزار آزمایشگاهی باشد. به همین دلیل، توجه به آن برای استفاده در دستگاههای الکترونیکی، فناوریهای نوری و پنجرههای هوشمند افزایش یافت.
در پژوهشی که در همین زمینه توسط صغری یداللهی از گروه تکنولوژی و مهندسی چوب، واحد آزادشهر دانشگاه آزاد اسلامی، با همکاری دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان انجام شده، روند ساخت و توسعه نوعی چوب شفاف با قابلیت عبور نور مورد مرور واقع شده است؛ محصولی که از دل چوب طبیعی بیرون میآید، اما پس از اصلاح ساختاری، ویژگیهایی متفاوت از چوب رایج پیدا میکند و برای کاربردهای جدید مورد توجه قرار میگیرد.
روش انجام این پژوهش از نوع مروری بوده است. به این معنا که پژوهشگران به جای انجام یک آزمایش منفرد، مجموعهای از مطالعات و یافتههای علمی پیشین را کنار هم قرار داده و تحلیل کردهاند.
یافتههای این مطالعه نشان میدهند که چوب شفاف مادهای زیستسازگار و مورد توجه است که به دلیل شفافیت، پایداری و چندمنظوره بودن، جایگاه ویژهای در پژوهشهای جدید پیدا کرده است. این ماده نوظهور در کنار تجدیدپذیر بودن، قیمت نسبتاً کم، خواص نوری مناسب، عملکرد مکانیکی خوب و رسانندگی گرمایی پایین، مزیتهای قابل توجهی دارد. بر اساس این مطالعه، مهمترین مرحله در ساخت چوب شفاف، حذف یا اصلاح لیگنین و سپس اشباع چوب با پلیمری است که رفتار نوری آن با چوب هماهنگ باشد.
جمعبندی پژوهش نشان میدهد که کیفیت نهایی چوب شفاف به چند عامل اصلی وابسته است: گونه چوبی، نوع پلیمر، شدت و شیوه لیگنینزدایی و همچنین کیفیت چسبندگی میان چوب و پلیمر. در نتیجه، چوب شفاف را نمیتوان یک محصول ساده و یکسان دانست، بلکه ویژگیهای آن با توجه به مواد اولیه و روش ساخت تغییر میکند. همین موضوع، هم فرصت ایجاد خواص متنوع را فراهم میکند و هم نشان میدهد که برای رسیدن به محصولی قابل استفاده در مقیاس گسترده، باید جزئیات ساخت آن با دقت بررسی شود.
طبق اطلاعات تکمیلی این مطالعه علمی، اهمیت چوب شفاف فقط به ظاهر متفاوت آن محدود نمیشود. این ماده به دلیل استحکام مکانیکی مطلوب، عبور زیاد نور و تجدیدپذیری، از دید پژوهشگران بسیار جذاب است. همچنین قابلیت استفاده در ساختارهای شفاف، پنجرههای هوشمند، قطعات الکترونیکی ساطعکننده نور و مواد ذخیرهکننده انرژی برای آن مطرح شده است. ساختار ناهمگن چوب شفاف، رسانندگی گرمایی کم و امکان اصلاح آسان آن باعث شده برخی پژوهشگران آن را جایگزینی مناسب برای شیشه در بعضی کاربردها بدانند. همچنین ساخت چوب شفاف چندلایه میتواند تولید آن را در ابعاد بزرگ آسانتر کند.
از نظر گرمایی نیز این ماده توجهبرانگیز است. بیش از ۴۰ درصد کل انرژی مصرفی در ساختمانهای مسکونی و تجاری برای حفظ دمای داخلی صرف میشود. در چنین شرایطی، مادهای که گرما را کمتر منتقل کند، میتواند اهمیت زیادی داشته باشد. رسانندگی گرمایی شیشه حدود ۱ وات بر متر-کلوین گزارش شده، در حالی که این عدد برای چوب شفاف حدود ۰.۱۵ تا ۰.۱۹ وات بر متر-کلوین است. این تفاوت نشان میدهد که چوب شفاف میتواند در کاهش اتلاف گرما مؤثر باشد.
افزون بر این، پایداری گرمایی آن از چوب طبیعی بیشتر گزارش شده است، زیرا پلیمرهای بهکاررفته در آن میتوانند مانند یک لایه محافظ عمل کنند، گرچه محققان تأکید میکنند که برای تجاری شدن این فرآورده، هنوز مطالعات بیشتری درباره تعادل میان خواص نوری و مکانیکی، افزایش سختی و چگونگی تعامل نور با ساختار چوب لازم است.
این نتایج علمی در «فصلنامه علمی بسپارش» منتشر شدهاند. این نشریه علمی پژوهشی وابسته به پژوهشگاه پلیمر و پتروشیمی ایران است و به انتشار پژوهشهای مرتبط با پلیمرها، مواد و زمینههای وابسته میپردازد.
انتهای پیام
