دانشمندان موفق به ساخت پنجره‌های شفاف و فوق‌العاده قوی از چوب شدند
راهنمای مطالعه:
دانشمندان به تازگی موفق شده‌اند که خواص مربوط به چوب و شیشه را در یک ماده‌ی جدید ترکیب کنند. این محصول چوبی طی فرآیندهایی شکل شفاف شیشه را به خود می گیرد ضمن این که از استحکام و مقاومت بسیار بالاتری نسبت به شیشه برخوردار است.
چوب از جمله مواد و مصالح ساختمانی قوی است که نقشی تقریبا همه کاره دارد. با این حال ضمن این که سد راه عبور نور می‌شود، در معرض آسیب‌هایی چون پوسیدگی و خورده شدن توسط حشرات هم قرار دارد. ورق‌های شیشه‌ای مسطح هم خیلی گزینه‌ی بهتری نیستند. آن‌ها به راحتی خرد می‌شوند و اجازه می‌دهند که انرژی زیادی به داخل یا خارج از ساختمان نشت کند.
با این حال مهندسان به تازگی دریافتند که چگونه می‌توانند چوبی بسازند که دنیای سمت دیگر آن هم قابل رویت باشد.
یک تیم تحقیقاتی به سرپرستی "لیانبینگ هو" (Liangbing Hu) از دانشگاه مریلند، پتنتی را مبنی بر ساخت چوب شفاف ثبت کردند. این چوب نسبت به چوب معمولی بادوام‌تر بوده و استحکامی باورنکردنی دارد.
دانشمندان رمز استحکام این نوع چوب را «توانایی جذب انرژی حاصل از ضربه‌های قوی» برشمردند. این قابلیت، کمک می‌کند که مشکلاتی که در زمینه‌ی ایمنی و مقاومت شیشه وجود دارد، حذف شود.
در تصویر زیر، خرده‌های شیشه پس از ضربات محکم چکش را مشاهده می‌کنید. همانطور که می‌بینید شیشه‌ی عادی در سمت چپ به طور کامل در هم شکسته شده است. در حالی که چوب شیشه‌ای شفاف سمت راست آسیبی ندیده است.
دستور ساخت این نوع چوب همچنان به عنوان یک راز باقی مانده است. با این حال "مارتا هیل" (Martha Heil) سخنگوی بخش نانوسنتر دانشگاه مریلند در مصاحبه ای با Business Insider در ماه می‌گفته است که در فرآیند ساخت این چوب شفاف، از فرآیند سفیدسازی، ماده‌ی اپوکسی و صد البته چوب استفاده شده است.
به این صورت که محققان ابتدا چوب را در محیط قلیایی سدیم هیدروکسید خیساندند. از این رو مواد شیمیایی موجود، به حذف ماده‌ی لینگین پرداختند. لینگین در واقع ترکیبی در چوب است که باعث قهوه‌ای‌رنگ بودن آن شده است. ضمن این که با ایجاد استحکام و مقاومت در آن، از جویده شدن چوب در برابر آفات جلوگیری می‌کند.
هیل می‌گوید: سفیدسازی یک قسمت کوچک از هر تکه چوب، بیش از ۲۴ ساعت زمان می‌برد. پس از آن چوب برای شفاف‌سازی در داخل یک "مایع شفاف" خیسانده می‌شود. در این مرحله چوب به حدی شکننده می‌شود که پژوهشگران به آن "کرانچی" می‌گویند. در پایان فرآیند، چوب شفاف شده در محلول چسب مانند اپوکسی خیسانده شده تا سخت و شفاف شود.
در این مرحله مجراهای متخلخل در چوب (که به طور طبیعی آب را به برگ‌ها و گلوکز را به ریشه می‌رسانند) به نفوذگرهای موثر نوری تبدیل می‌شوند.
مهندس موادی به نام"تیان لی" (Tian Li) در یک ویدیوی منتشر شده در یوتیوب توسط دانشگاه می‌گوید: «در اینجا با سیستمی مواجه هستید که نوعی نورپردازی داخلی یکنواخت فراهم می‌کند و لازم نیست نور محیط حتما از خورشید نشات گرفته باشد.»
از طرفی چون با یک "شیشه"ی چوبی سر و کار داریم، عایق حرارتی بهتری نسبت به چوب معمولی محسوب می‌شود.
تیم تحقیقاتی در بررسی جدید خود نوشت است هدایت حرارتی چوب شفاف ساخته شده در مقایسه با شیشه‌ی معمولی مقدار بسیار کم‌تری بوده و همین عامل باعث می‌شود که به عنوان عایق حرارتی بهتری نسبت به مواد کربنی در در ساختمان عمل کند.
پژوهشگران امیدوار هستند که یافته‌ی جدید آن‌ها بتواند چوب را به عنوان یک ماده‌ی تجدیدپذیر و نقش اول در صنعت ساختمان سازی جای دهد. هر چند که هنوز به دنبال بررسی راهکارهایی برای تولید این محصول در مقیاس بالا و استفاده از مواد شیمیایی کم ضررتر هستند.
هیل در این خصوص می‌گوید:
ساخت چوب شفاف نیازمند استفاده از اپوکسی است و این ماده سازگاری چندان خوبی با محیط زیست ندارد .مطالعات تیم تحقیقاتی، سفت‌کننده‌های دیگری را آزمایش کرده‌اند که PVP (پلی وینیل فنول) هم به عنوان یک ماده‌ی تجدیدپذیر، در بین آن‌ها قرار داشته است.
با این حال مهندسان به تازگی دریافتند که چگونه می‌توانند چوبی بسازند که دنیای سمت دیگر آن هم قابل رویت باشد.
یک تیم تحقیقاتی به سرپرستی "لیانبینگ هو" (Liangbing Hu) از دانشگاه مریلند، پتنتی را مبنی بر ساخت چوب شفاف ثبت کردند. این چوب نسبت به چوب معمولی بادوام‌تر بوده و استحکامی باورنکردنی دارد.
دانشمندان رمز استحکام این نوع چوب را «توانایی جذب انرژی حاصل از ضربه‌های قوی» برشمردند. این قابلیت، کمک می‌کند که مشکلاتی که در زمینه‌ی ایمنی و مقاومت شیشه وجود دارد، حذف شود.
در تصویر زیر، خرده‌های شیشه پس از ضربات محکم چکش را مشاهده می‌کنید. همانطور که می‌بینید شیشه‌ی عادی در سمت چپ به طور کامل در هم شکسته شده است. در حالی که چوب شیشه‌ای شفاف سمت راست آسیبی ندیده است.
به این صورت که محققان ابتدا چوب را در محیط قلیایی سدیم هیدروکسید خیساندند. از این رو مواد شیمیایی موجود، به حذف ماده‌ی لینگین پرداختند. لینگین در واقع ترکیبی در چوب است که باعث قهوه‌ای‌رنگ بودن آن شده است. ضمن این که با ایجاد استحکام و مقاومت در آن، از جویده شدن چوب در برابر آفات جلوگیری می‌کند.
هیل می‌گوید: سفیدسازی یک قسمت کوچک از هر تکه چوب، بیش از ۲۴ ساعت زمان می‌برد. پس از آن چوب برای شفاف‌سازی در داخل یک "مایع شفاف" خیسانده می‌شود. در این مرحله چوب به حدی شکننده می‌شود که پژوهشگران به آن "کرانچی" می‌گویند. در پایان فرآیند، چوب شفاف شده در محلول چسب مانند اپوکسی خیسانده شده تا سخت و شفاف شود.
در این مرحله مجراهای متخلخل در چوب (که به طور طبیعی آب را به برگ‌ها و گلوکز را به ریشه می‌رسانند) به نفوذگرهای موثر نوری تبدیل می‌شوند.
مهندس موادی به نام"تیان لی" (Tian Li) در یک ویدیوی منتشر شده در یوتیوب توسط دانشگاه می‌گوید: «در اینجا با سیستمی مواجه هستید که نوعی نورپردازی داخلی یکنواخت فراهم می‌کند و لازم نیست نور محیط حتما از خورشید نشات گرفته باشد.»
از طرفی چون با یک "شیشه"ی چوبی سر و کار داریم، عایق حرارتی بهتری نسبت به چوب معمولی محسوب می‌شود.
تیم تحقیقاتی در بررسی جدید خود نوشت است هدایت حرارتی چوب شفاف ساخته شده در مقایسه با شیشه‌ی معمولی مقدار بسیار کم‌تری بوده و همین عامل باعث می‌شود که به عنوان عایق حرارتی بهتری نسبت به مواد کربنی در در ساختمان عمل کند.
پژوهشگران امیدوار هستند که یافته‌ی جدید آن‌ها بتواند چوب را به عنوان یک ماده‌ی تجدیدپذیر و نقش اول در صنعت ساختمان سازی جای دهد. هر چند که هنوز به دنبال بررسی راهکارهایی برای تولید این محصول در مقیاس بالا و استفاده از مواد شیمیایی کم ضررتر هستند.
هیل در این خصوص می‌گوید:
ساخت چوب شفاف نیازمند استفاده از اپوکسی است و این ماده سازگاری چندان خوبی با محیط زیست ندارد .مطالعات تیم تحقیقاتی، سفت‌کننده‌های دیگری را آزمایش کرده‌اند که PVP (پلی وینیل فنول) هم به عنوان یک ماده‌ی تجدیدپذیر، در بین آن‌ها قرار داشته است.
درباره این مطلب دیدگاهی بنویسید...
آدرس پست الکترونیک شما منتشر نخواهد شد.