این ماده عجیب جایگزین گیاهی شیشه خواهد بود

گجت نیوز: محققین چینی توانسته‌اند بامبو را به یکی جایگزین گیاهی فوق‌العاده برای شیشه تبدیل کنند که تمام مزایای آن را ارائه کرده؛ اما هیچ‌یک از معایبش را ندارد!

به نظر می‌رسد سازه‌های شیشه‌ای در آینده یک رقیب غیرقابل انتظار پیدا خواهند کرد؛ چراکه به‌تازگی دانشمندان چینی موفق شده‌اند چوب‌های قدیمی بامبو را به ماده‌ای شفاف تبدیل کنند که در برابر آب و آتش مقاوم بوده و می‌تواند دود را نیز جذب کند!

در حال حاضر «شیشه سیلیکا» یا «سنگ شیشه» مهم‌ترین ماده‌ای‌ست که صنعتگران برای تولید سازه‌های شفاف اما مقاوم مانند پنجره به سراغش می‌روند. با این وجود شیشه‌ها عموما سنگین و شکننده بوده و همین مساله باعث شده جستجو برای یافتن جایگزینی سازگارتر با محیط زیست و طبیعت ادامه داشته باشد.

چوب نامریی؛ جایگزینه گیاهی شیشه!

در سال‌های اخیر پژوهش‌های زیادی در حوزه «چوب نامریی» در جریان است. به‌طور خاص، دانشمندان اخیرا توانسته‌اند به‌طور شیمیایی ماده لیگنین را از فیبرهای چوب خارج کرده و ساختار باقی‌مانده را توسط موادی چون شیشه پلکسی یا اپوکسی فرآوری کنند. نتیجه کار، ساختاری شفاف، سازگار با طبیعت و با مقاومتی هم‌تراز یا بیشتر از شیشه بوده که سبک‌تر از آن است و انتقال حرارت بهتری هم دارد!

البته هنوز چالش‌های فراوانی در استفاده از چوب به‌جای شیشه سر راه دانشمندان و صنعتگران قرار دارند. به‌عنوان مثال، چوب اساسا ماده‌ای قابل اشتعال‌تر از شیشه بوده و از سوی دیگر مصرف بی‌رویه چوب در صنایع مختلف در سرتاسر دنیا باعث شده که در بسیاری مناطق شاهد به اتمام رسیدن منابع آن باشیم؛ ضمن آن‌که تجدید چوب زمانی بسیار طولانی نیاز دارد.

بر همین اساس، دانشمندان چینی تصمیم به جایگزینی چوب با بامبو در پژوهش خود برای یافتن جایگزین گیاهی شیشه شدند. درخت بامبو نرخ رشد و بازپروری بسیار سریع‌تری نسبت به منابع کنونی چوب در دنیا دارد؛ به‌طوری که ظرف تنها چهار تا هفت سال می‌توان آن را برای مصارف صنعتی و ساختمانی به ثمر رساند! از این طریق، بازدهی کاشت بامبو برای مصارف صنعتی حدودا چهار برابر سایر درختان عنوان شده و همین مساله باعث ارزش پیدا کردن فراوان آن‌ها شده است.

ساختار داخلی بامبو شباهت بسیار زیادی به چوب دارد. به همین دلیل فرآیند نامریی کردن آن دقیقا مشابه با چوب است. پس از حذف لینگین از فیبرهای بامبو، محققین با تزریق مایع شیمیایی سدیم سیلیکات نرخ بازتاب نور فیبرها را به‌گونه‌ای تغییر می‌دهند که ظاهر آن شفاف به نظر برسد. سپس در گام بعدی، فرآیندهای ساخت مختلف روی آن اعمال می‌شود تا محصول نهایی ضدآب باشد!

نتیجه پردازش صنعتی بامبو ساختاری سه‌لایه است که «سیلان» در لایه بالایی آن، «دی‌اکسید سیلیکون» در لایه میانی و «سدیم سیلیکات» در لایه پایینی آن قرار گرفته‌اند. این چوب بامبو همچنین با رسیدن به درصد گذردهی نور ۷۱.۶ درصد عملا شفاف بوده و ضمن آن‌که ضدآب و ضد‌آتش‌سوزی است، قادر به دفع دود و مونوکسید کربن نیز خواهد بود. علاوه بر این، مدول خمش ساختار حاصل ۷.۶ گیگاپاسکال و مدول کششی آن ۶.۷ گیگاپاسکال خواهد بود.

این جایگزین گیاهی شیشه علاوه بر آن که می‌تواند به‌عنوان یک ماده ساختمانی در صنعت مهندسی عمران به کار گرفته شود، قابلیت استفاده به‌عنوان لایه زیرین سلول‌های خورشیدی پروسکایت را نیز داشته و می‌تواند در نقش یک لایه مدیریت نور در این ساختارها ظاهر شود. گزارش‌ها حاکی از آن هستند که استفاده از این ساختارها باعث ارتقای راندمان سلول خورشیدی به اندازه ۱۵.۲۹ درصد شده است.

نتیجه پژوهش‌های محققین چینی در مجله علمی معتبر Research چاپ شده است.