محققان موفق به تولید سوپرچوب‌هایی شدند که می‌توانند جایگزین استیل شوند!

۲۴ بهمن ۱۳۹۶ تکنولوژی

محققان دانشگاه مریلند موفق شدند به کمک روش‌های شیمیایی و پلیمرهای خرد و فشرده شده نوعی چوب به نام سوپرچوب تولید کنند تا مسیر تولید چوب‌های نرمی که تا ۱۰ برابر مقاوم‌تر از نمونه‌های طبیعی هستند، هموارتر شود.

همان‌گونه که اشاره شد، محققان این نوع چوب را سوپرچوب نامیدند. در حال حاضر چوب‌های سبکی مانند کاج جز رایج‌ترین چوب‌های کاربردی در صنایع چوبی به شمار می‌روند اما برای کاربرد در پروژه‌های مستحکم صنعتی آن‌چنان مناسب نیستند. این تیم تحقیقاتی امیدوار است راه‌حل‌های شیمیایی آن‌ها این رویه را تغییر دهد. لیانگ‌بینگ هو، رهبر این تیم تحقیقاتی که یافته‌های خود را در قالب یک بیانیه مطبوعاتی در وب‌سایت Nature منتشر کرده است در این خصوص می‌گوید:

این شیوه جدید ترمیمی، سوپرچوب‌ها را تا ۱۲ برابر نسبت به نمونه‌های طبیعی قوی‌تر می‌سازد و باعث می‌شود که این چوب‌ها تا ۱۰ برابر سخت‌تر و استوارتر باشند. سوپرچوب‌ها به واسطه دوام و استحکام بالایی که دارند، می‌توانند رقیبی برای استیل و حتی آلیاژهای تیتانیوم باشند. حتی می‌توان این نوع چوب‌ها را علی‌رغم قیمت بسیار ارزان‌تر و هزینه تولید کم‌تری که دارند با فیبرهای کربنی مقایسه کرد.

یکی از چیزهایی که باعث می‌شود یک چوب به معنای واقعی به یک چوب تبدیل شود، برخورداری از پلیمری شناخته شده به نام لیگنین است که سازه‌های پشتیبان (بخش‌های استحکامی) را در درختان و گیاهان تشکیل می‌دهد. لیگنین، دومین پلیمر در بین فراوان‌ترین پلیمرهایی است که به طور طبیعی در روی کره زمین ساخته می‌شود و همان چیزی است که باعث می‌شود چوب سفت شده و به رنگ قهوه‌ای درآید.

شاید برایتان عجیب باشد که بدانید در جهت مخالف توضیحاتی که در خصوص لیگنین داده شد، آقای هو و همکارانش این پلیمر را از چوب‌ها حذف کرده تا بتوانند استحکام بیش‌تری به آن ببخشند. حذف پلیمر لیگنین این امکان را برای محققان فراهم کرد که این چوب‌ها را در زیر حرارت خفیف ۱۵۰ فارنهایت (۶۵ درجه سانتی‌گراد) فشرده کنند. این امر باعث می‌شود که بدون حضور لیگنین، سلول‌های چوب به یکدیگر متصل شوند و این اجازه به محققان داده شد که فیبرهای سلولزی چوب را به طور مستحکم بسته‌بندی کنند.

زمانی که این فیبرها در هم تنیده شدند تمام عیوب چوب مانند وجود گره و حفره برطرف شد. بعد از این اتفاق، فیبرهای چوب شروع به تشکیل پیوند هیدروژنی کردند. محققان چنین واقعه‌ای را با حالتی مقایسه کردند که در آن عده‌ای از افراد دست به دست یکدیگر داده و طوری مستحکم شدند که حتی توانایی حرکتی جزیی را نیز ندارند. به علاوه، عمل فشرده کردن باعث شد که اندازه چوب کاهش پیدا کند؛ در حدی که ضخامت آن نسبت به حالت قبل از انجام این فرایندها تا ۵ برابر کاهش یافت.

هم‌چنین محققان استفاده از ترفند شلیک را برای سنجش استحکام این چوب انتخاب کردند. خوشبختانه این چوب با سرافرازی و با متوقف کردن گلوله شلیک شده، استحکام و توانایی خود را ثابت کرد. به گفته آقای هو، این سوپرچوب می‌تواند در تولید خودروها، هواپیماها و ساختمان‌ها مورد استفاده قرار گیرد. حتی می‌توان از این نوع چوب در هر جایی به عنوان جانشینی برای استیل بهره برد.

SNAKEWOOD

SNAKEWOOD

در حال حاضر در جهان چوب‌های مستحکم فراوانی مانند quebracho ،snakewood و African blackwood وجود دارد. استحکام طبیعی این چوب‌ها کار با آن‌ها را دشوار می‌کند. ضمن آن‌که هزینه به‌دست آوردن این چوب‌ها نیز بسیار بالاست. پروسه ترمیمی ایجاد شده توسط آقای هو و تیم تحقیقاتی‌اش این اجازه را به تولیدکنندگان خواهد داد که تولید صنایع چوبی با هزینه کم‌تر را به یک مد تبدیل کنند. آقای تِنگ لی، سرپرست این تیم تحقیقاتی اضافه می‌کند که:

سوپرچوب‌های ساخته شده توسط ما نسبت به چوب‌های طبیعی تا ۱۰ برابر انرژی بیش‌تری برای شکستن نیاز دارند. این چوب‌ها در مراحل اولیه پردازش و ترمیم قابل خم شدن و حتی قالب پذیری هستند.

متاسفانه درخصوص این‌که چه زمان و چگونه پروسه ترمیمی محققان دانشگاه مریلند به طور تجاری در دسترس قرار خواهد گرفت هنوز هیچ اطلاعاتی منتشر نشده است اما مطمئنا راهی طولانی باقی مانده است تا مثلا صندلی‌های سالن‌های همایش به معنای واقعی ضدگلوله شوند!

دانلود آهنگ مسعود صادقلو ما به هم میایم