نانوسل ها، ماده ای که باید همه چیز را روشن کند!

آیا امکان دارد؟ یک قایق پوندی ساخته شده برای حمل 500 کیلوگرم بار.؟ آیا می توان تلویزیونی با صفحه نمایشی به ضخامت یک کاغذ دیواری ساخت و آن را روی دیوار نصب کرد نانوسلولز همه این آرزوها را محقق خواهد کرد فورد آمریکا قصد دارد در سال های آینده وزن خودروهای خود را به 400 کیلوگرم کاهش دهد. خودروساز از آن زمان در این مسیر قرار گرفته است الیاف نانوسلولز استفاده خواهد کرد.

نانوسلولز

نانوسلولز این یک پلیمر طبیعی با خواص زیست تخریب پذیر است که می تواند بازیافت شود. برای تولید، سلولز به ذرات ریز (در مقیاس نانو) و تحت فشار بالا به نانوبلور تبدیل می شود. تولید کنندگان محصول به دست آمده را به دلخواه روی هم قرار می دهند و بافت مورد نظر را تشکیل می دهند.

محققان بافت فنلاندی نانوسلولز آنها محصولاتی ساخته اند که خواص مکانیکی استثنایی دارند. به گفته محققان، از این بافت می توان قایق هایی ساخت که تنها نیم کیلوگرم وزن دارند، اما می توانند حدود 500 کیلوگرم بار را حمل کنند.

از بافت های نانوسلولی شما همچنین می توانید یک فیلتر ایجاد کنید. فیلترهای مورد استفاده در سیگار یا کارخانه های نمک زدایی برای حذف نمک از آب دریا.

بافت های نانوسلولی آنها این پتانسیل را دارند که علاوه بر فیبر کربن در آینده به یک ابر ماده تبدیل شوند. در حال حاضر از پارچه های فیبر کربنی بسیار سبک اما فوق العاده مقاوم از جمله در صنایع خودروسازی و هواپیماسازی استفاده می شود.

بافت نانوسلولی استحکام کششی بالاتری نسبت به کولار دارد، نازک‌تر از کاغذ است و تحت شرایط خاصی می‌تواند الکتریسیته را هدایت کند. کولار نوعی الیاف مصنوعی است که نسبت مقاومت به وزن بسیار بالایی دارد. این الیاف هم وزن 5 برابر بیشتر از فولاد استحکام کششی دارند.

تولید الیاف نانوسلولزی

سلولز به وفور موجود است. تولید کنندگان برای دستیابی به خواص الیاف نانوسلولزی مثلاً سراغ پوست درختان می روند; این بافت برای تولید الیاف بسیار ظریف (نانو مقیاس) تشریح می شود. این به دستگاه های مختلف و مواد شیمیایی مختلف نیاز دارد. این فرآیند نه تنها به انرژی نیاز دارد، بلکه به الیاف نیز آسیب می رساند.

به تولید الیاف نانوسلولزی راه های دیگری نیز وجود دارد؛ مثلا با کمک باکتری ها. باکتری ها و مخمرهایی که سرکه انگور یا حتی قارچ کامبوجا را می سازند در اینجا به کمک محققان می آیند. این باکتری ها برای تخمیر به مواد افزودنی زیادی از جمله شکر و مایعات و همچنین منابع عظیم ذخیره سازی مایعات نیاز دارند.

محققان دانشگاه تگزاس در Urbana-Champaign راهی برای استفاده از آن یافته اند بافت های نانوسلولزی پرکاربرد می توان آن را راحت تر و ارزان تر تولید کرد. برای انجام این کار، محققان در حال تغییر ساختار ژنتیکی جلبک ها با استفاده از DNA باکتری های سرکه هستند. از جلبک های اصلاح شده برای تولید الیاف نانوسلولزی استفاده می شود.

این روش مزایای بسیاری دارد؛ در میان چیزهای دیگر، شما به مواد کافی – آب و نور خورشید برای رشد جلبک نیاز دارید. علاوه بر این، جلبک ها دی اکسید کربن را نیز جذب می کنند. این ماده یکی از اصلی ترین ترکیبات است که ورود آن به جو به طور قابل توجهی بر تشدید پدیده گرمایش جهانی تأثیر می گذارد.

کاربرد صنعتی نانوسل ها

تولید الیاف نانوسلولزی اکنون با کمک جلبک از اندازه آزمایشگاهی خارج شده و در حوزه صنعت در دست بررسی است. تولید بزرگ این الیاف در 5 تا 10 سال آینده پیش بینی می شود. این شرکت لهستانی در تلاش است تا پایان سال جاری (2013) الیاف نانوسلولزی را با استفاده از روش های مرسوم (شیمیایی) تولید کند.

سرپرست تیم مطالعاتی دانشگاه تگزاس که روی تولید الیاف با کمک جلبک ها کار می کند، می گوید که این روش «تولید مقرون به صرفه الیاف نانوسلولزی در مقیاس بزرگ» و در نتیجه مواد خام را امکان پذیر می کند. “برای تولید طولانی مدت سوخت های زیستی و بسیاری از محصولات. آنها یکی دیگر گرفتند.”

برای مثال می توانید از الیاف ذکر شده استفاده کنید جلیقه های ضد گلوله بسیار سبک و در عین حال بسیار بادوام تولید می شود. الیاف سلولزی بسیار ریز می توان آن را چنان محکم به هم وصل کرد که گلوله نتواند ساختار الیاف نهایی را قطع کند. به دلیل ساختار فوق العاده فشرده این الیاف می توان از آن برای عایق کاری ساختمان ها نیز استفاده کرد.

آیا امکان تولید ایمپلنت وجود دارد؟

الیاف نانوسلولز به دلیل بافت متخلخلی که دارد، جذب مایع بسیار خوبی است. بنابراین از این الیاف می توان تامپون یا چسب زخم و گازهای استریل با قابلیت جذب مایعات زیاد تولید کرد. بنابراین نیازی به تعویض زودهنگام پانسمان زخم نیست. این ویژگی به طور گسترده در بخش سوختگی در بیمارستان ها استفاده می شود، جایی که جایگزینی بانداژ برای اندام های سوخته با درد و سوزش شدید همراه است.

دنبال می کند، بافت فیبر نانوسلولزی بسیار شبیه به بافت بدن است. با در نظر گرفتن این موضوع، محققان دانشگاه ینا در آلمان آزمایش هایی را روی حیوانات آغاز کرده اند تا ببینند آیا می توان از این الیاف برای ساخت ایمپلنت استفاده کرد یا خیر.

از بافت های نانوسلولی حتی می توان از آن به جای کاغذ استفاده کرد. البته اگر حجم تولید به حد فعلی مصرف کاغذ برسد.

رسانایی را اضافه کنید بافت های نانوسلولی این دریچه ای دیگر به روی محققان صنعتی می گشاید. به عنوان مثال، می توانید شیشه یا پلاستیک را از صفحه تلویزیون یا کامپیوتر خود جدا کنید و صفحه نمایش های انعطاف پذیری به ضخامت پوست بسازید. پایونیر، سازنده ژاپنی تجهیزات صوتی و تصویری، روی تلویزیونی کار می کند که می تواند به عنوان کاغذ دیواری روی دیوار نصب شود.