[ad_1]

تصویر

تصویر: طرح رویکرد پایین برای بازسازی چوب ایزوتروپیک. چشم انداز بیشتر

اعتبار: @ SCIENCE CHINA PRESS

از زمان اختراع پلاستیک در اواخر قرن نوزدهم ، تغییر در زندگی مردم آغاز شد. اختراع پلاستیک به ما ماده ای سبک ، مستحکم و ارزان می بخشد که زندگی روزمره را بسیار تسهیل می کند. پلاستیک های پایه نفتی نقش مهمی در زندگی انسان ها دارند ، اما عیب سکه این است که تأثیر منفی آنها به طور قابل توجهی بر محیط و سلامت انسان تأثیر می گذارد. مشخص نیست که پلاستیکها به طور کامل به مولکولهای تشکیل دهنده آنها تجزیه می شوند. تخمین ها از 450 سال تا هرگز متفاوت است. از آنجا که تجزیه پلاستیک دشوار است ، امواج و نور خورشید این پلاستیک های تجزیه ناپذیر را در قطعات کوچک ، اصطلاحاً میکروپلاستیک ، فرسوده می کنند. و این میکروپلاستیک ها می توانند در اطراف اقیانوس های جهان شناور شوند ، سموم را جذب کنند ، منتظر بمانند تا توسط برخی ماهی های بدشانس یا صدف خورده شوند و در نهایت شاید توسط یکی از ما بخورد. برای کاهش خطرات ناشی از آلودگی پلاستیک ، ساخت مواد جایگزین پلاستیک پایدار از بلوک های بنیادی کاملاً سبز (یعنی 100٪ مبتنی بر زیست) جایگزین امیدوار کننده ای است.

امروز ، تیمی به سرپرستی پروفسور شو-هونگ یو از دانشگاه علم و صنعت چین (USTC) از یک استراتژی م microثر در تهویه ، چوب ایزوتروپیک بازسازی شده پایدار (چوب RGI) ساخته شده از ذرات چوب نانوکریستالی سطح (SNWP) را گزارش دادند. ساختار در مقیاس نانو (شکل 1). با نانوکریستالیزاسیون سطحی ، بسیاری از نانو الیاف سلولزی از سطح خاک اره منبسط می شوند و بنابراین خصوصیات ذرات چوب به طور قابل توجهی بهبود می یابد. چوب RGI حاصل از حد خواص ناهمسانگرد ، فرار مکانیکی و اشتعال پذیری چوب طبیعی فراتر رفته و همین امر آن را به رقیبی برای پلاستیک های پایه نفت تبدیل می کند. با غلبه بر نادر بودن چوبهای بزرگ بزرگ می توان به تولید انبوه چوبهای بزرگ و بزرگ دست یافت. علاوه بر این ، از طریق این استراتژی از پایین به بالا ، می توان مجموعه ای از نانوکامپوزیت های کاربردی چوب را تهیه کرد که پتانسیل زیادی را در کاربردهای مختلف نشان می دهد.

بر اساس تعامل قوی بین SNWP ، چوب بسیار کارآمد RGI را می توان از پرس مستقیم تهیه کرد. با نانوکریستالیزاسیون ذرات چوب در سطح ، چوب RGI از حد خواص مکانیکی ناهمسانگرد و متناقض چوب طبیعی با مقاومت خمش ایزوتروپیک ~ 170 MPa و مدول خمش 10 GPa s فراتر می رود. در مقایسه با چوب طبیعی ، RGI-wood به دلیل مساحت زیاد نانو الیاف سلولزی و برهم کنش پیوند هیدروژن در فواصل طولانی بین SNWP ، مقاومت خمشی و مدول بسیار بیشتری را در هر دو جهت نشان می دهد. علاوه بر این ، چوب RGI همچنین مقاومت به شکست عالی ، حداکثر مقاومت در برابر فشار ، سختی ، مقاومت در برابر ضربه ، پایداری ابعاد و تاخیر در برابر آتش را در مقایسه با چوب طبیعی نشان می دهد (شکل 2). چوب RGI به عنوان یک ماده بیوپلیمر کاملاً سبز ، از نظر خصوصیات مکانیکی از پلاستیک های پایه نفتی برتر است ، به این ترتیب چوب RGI می تواند در بسیاری از مناطق مورد استفاده ، رقیب سرسخت پلاستیک های نفتی باشد.

علاوه بر این ، از آنجا که SNWP می تواند به عنوان یک اتصال دهنده ساختاری عالی با شبکه نانو سه بعدی ارائه شود ، این استراتژی انعطاف پذیر از پایین به بالا نوید ساخت یک سری کامپوزیت های کاربردی فله ای را می دهد. به عنوان مثال ، با مخلوط کردن SNWP با نانولوله های کربنی (CNT) قبل از فشار دادن ، می توان چوب هوشمند رسانای RGI تهیه کرد. چوب هوشمند رسانای RGI دارای آستانه نفوذ پذیری کمتری و شاخص نمایی کمتری است ، که نشان می دهد CNT ها می توانند شبکه رسانایی بهتری نسبت به مواد کامپوزیتی پلیمر / CNT تشکیل دهند. این چوب هوشمند رسانای RGI به دلیل هدایت زیاد ، دارای ویژگی های محافظتی الکترومغناطیسی عالی (بیش از 90 دسی بل در باند X) است که مطابق با الزامات استانداردهای محافظ ساز الکترونیکی دقیق است. علاوه بر این ، این رسانایی الکتریکی عالی از چوب هوشمند RGI رسانا به شما اجازه می دهد تا با ولتاژ پایین با حرارت ژول خود را گرم کند. ولتاژ کم گرمایش می تواند ضمن کاهش مصرف انرژی ، از ایمنی دستگاه های خود گرم شونده اطمینان حاصل کند. چوب هوشمند رسانای RGI حاصل می تواند به عنوان مصالح محافظ الکترومغناطیسی و یک دیوار خود گرم شونده برای ساختمانهای هوشمند استفاده شود.

به طور خلاصه ، این استراتژی از پایین به بالا با طراحی ساختار میکرو / نانو فراتر از محدودیت خواص مکانیکی ناهمسانگرد و ابعاد چوب طبیعی با معرفی روشی برای تبلور نانو ذرات زیست توده است. استراتژی طراحی یک ساختار میکرو / در مقیاس نانو را می توان به زیست توده دیگری گسترش داد (به عنوان مثال برگها ، کلزا و نی چمن و غیره) و می توان مجموعه ای از مواد ساختاری پایدار کاملاً سبز را ایجاد کرد. با خواص مکانیکی بهتر از پلاستیک ، RGI-wood می تواند رقیبی سرسخت برای پلاستیک های پایه نفتی شود. علاوه بر این ، چوب RGI و نانوکامپوزیت های آن ویژگی های استثنایی را در زمینه های مختلف از جمله خواص مکانیکی ، اشتعال پذیری ، مواد هوشمند و مصالح ساختمانی نشان می دهند.

###

این مطالعه توسط بنیاد ملی علوم چین ، گروه های تحقیقاتی نوآوری بنیاد ملی علوم چین ، برنامه تحقیقاتی کلیدی علوم مرزی ، آکادمی علوم چین ، برنامه ملی تحقیقات پایه چین و کاربران با اعطای تعالی و تحقیق تأمین مالی شد. از مرکز علمی Hefei در آکادمی علوم چین.

به مقاله مراجعه کنید:

چینگ فانگ گوان ، زی منگ هان ، هوآی بین یانگ ، ژانگ چی لینگ و شو هونگ یو

چوب ایزوتروپیک بازسازی شده

Natl Sci Rev.؛ doi: 10.1093 / nsr / nwaa230

https: //بیا دیگه.سازمان /101093 /nsr /nwaa230

سلب مسئولیت: AAAS و EurekAlert! هیچ مسئولیتی در قبال صحت گزارشهای خبری منتشر شده در EurekAlert ندارند! از طریق موسسات کمک کننده یا استفاده از هرگونه اطلاعات از طریق سیستم EurekAlert.

[ad_2]

منبع: kolah-news.ir