شیشه‌های آینده از بامبو ساخته می‌شوند!

پژوهشگران چین از بامبو شفاف برای ساخت نوعی شیشه استفاده کرده‌اند که ضد شعله، سرکوب‌کننده دود و فوق آب‌گریز است.

به گزارش ایسنا، به نظر می‌رسد که در آینده قرار است از چشم بامبو به بیرون از خانه نگاه کنیم.

پژوهشگران «دانشگاه جنگل‌داری و فناوری مرکزی جنوب» (CSUFT) یک ماده شفاف را ابداع کرده‌اند که از بامبو به دست آمده است. این ماده نوآورانه دارای یک مانع سه‌لایه مقاوم در برابر شعله است که به طور موثر انتشار گرما را کاهش می‌دهد، انتشار شعله را کند می‌کند و به مهار انتشار مواد فرار قابل احتراق و دود سمی می‌پردازد.

شیشه سیلیکا، یک ماده شفاف پرکاربرد در ساخت‌وساز به شمار می‌رود که کاربرد آن در طول ۵۰ سال گذشته به عنوان یک ماده ساختمانی ضروری افزایش یافته است. تطبیق‌پذیری آن در تولید جهانی شیشه موجب شده است که تولید آن به حدود ۱۳۰ میلیون تن در سال ۲۰۲۰ برسد.

«کایچائو وان» (Caichao Wan) استاد دانشگاه جنگل‌داری و فناوری مرکزی جنوب و از پژوهشگران این پروژه گفت: شیشه سنتی سیلیکا با وجود مزایای بی‌شمار مانند شفافیت بالا و در دسترس بودن مواد خام، هنوز با چالش‌هایی از جمله شکنندگی، چگالی بالا و انتشار قابل توجه دی‌اکسید کربن و گاز‌های گلخانه‌ای در طول فرآیند تولید همراه است.

به دلیل ویژگی‌های قابل توجه محصولات چوبی شفاف مانند شفافیت بالا، استحکام مکانیکی عالی و عایق حرارتی بهتر، علاقه به آن‌ها در سال‌های اخیر افزایش یافته است. چوب شفاف نه تنها مزایای زیست‌محیطی را ارائه می‌دهد، بلکه پتانسیل بسیار زیادی را به عنوان یک جایگزین مناسب برای مواد شیشه‌ای سنتی دارد.

با وجود این، چندین محدودیت در ارتباط با استفاده از چوب شفاف وجود دارد که به شرح زیر هستند.

۱. کمبود جهانی چوب که به ویژه در چین یک چالش است. با وجود تلاش برای افزایش تولید از طریق مزارع، پیش‌بینی می‌شود که تقاضا برای چوب صنعتی در سال ۲۰۵۰ از عرضه بیشتر شود.

۲. استفاده از پلیمر‌ها در چوب شفاف، آن را به شدت مستعد آتش‌سوزی می‌کند و خطرات احتمالی را به همراه دارد.

۳. نیاز به افزایش ویژگی‌های عملکردی چوب شفاف، فراتر از ویژگی‌های نوری و مکانیکی اولیه آن احساس می‌شود.

وان گفت: بامبو که اغلب به عنوان «جنگل دوم» شناخته می‌شود، سرعت رشد و بازسازی سریعی دارد. این ویژگی به آن امکان می‌دهد تا به بلوغ برسد و در عرض چهار تا هفت سال از رشد خود، به عنوان مصالح ساختمانی با خروجی چهار برابر بیشتر از چوب در هر هکتار استفاده شود. بامبو به دلیل کارآیی استثنایی خود شناخته شده است.

«یادونگ یانگ» (Yadong Yang) دانشجوی مقطع دکتری در آزمایشگاه وان و پژوهشگر ارشد این پروژه گفت: بامبو از نظر ترکیب شیمیایی، شباهت‌هایی با چوب دارد و عمدتا از لیگنین، سلولز و همی‌سلولز تشکیل شده است. علاوه بر این، ساختار سلسله‌مراتبی داخلی بامبو شباهت زیادی به ساختار چوب دارد و به دلیل وجود کانال‌های عمودی منظم، دارای تخلخل و نفوذپذیری بالاست. این ویژگی نشان‌دهنده امکان استفاده از بامبو در تولید مواد کامپوزیت شفاف است.

راه حل گروه پژوهشی این است که یک سیلیکات سدیم مایع غیر آلی با استفاده از یک روش آسان و کارآمد به ساختار بامبوی عاری از لیگنین آغشته شود و پس از آن، یک روش آب‌گریز برای محصول میانی مورد استفاده قرار بگیرد.

وان توضیح داد: از طریق این راهبرد، ما می‌توانیم یک مانع سه‌لایه مقاوم در برابر شعله بسازیم که با انتشار کم گرما، تولید کم دود و انتشار کمتر دی‌اکسید کربن همراه است.

این پژوهش در مجله «Research» به چاپ رسید.