با تلاش دانشمندان؛

ترکیب نانوسلولز و نانوذرات عملکرد کاهگل را تقلید می‌کند / ساخت موادی مستحکم با فناوری نانو

محققان نانوسلولز را با طیف مختلفی از نانوذرات ترکیب کرده و ماده کامپوزیتی ساختند که استحکام بالایی دارد.

کد خبر: ۸۵۰۳۳۲

سه‌شنبه - ۰۶ خرداد ۱۳۹۹ / May 26, 2020

به گزارش گروه فناوری خبرگزاری دانشجو، در مناطق کویری، از ترکیب کاه و خاک رس ترکیبی به نام کاهگل به‌وجود می‌آید که به‌‌عنوان ملات در ساخت خانه استفاده می‌شود. به تازگی پژوهشی انجام شده‌است که در آن محققان نانوسلولز را با طیف مختلفی از نانوذرات ترکیب کرده و ماده کامپوزیتی ساختند که استحکام بالایی دارد.

فیبریل‌های کوچک استخراج شده از گیاهان به دلیل استحکام خود، توجه زیادی را جلب کرده‌اند. این نانومواد پتانسیل بالایی برای بهبود عملکرد محصولات و جایگزینی به جای پلاستیک‌ها دارند. یک گروه تحقیقاتی به سرپرستی دانشگاه آلتو به تازگی ویژگی قابل توجه دیگری از نانوسلولزها را به نمایش گذاشته‌اند. براساس این مطالعه، نانوسلولزها می‌توانند به ذرات کوچک چسبیده و ماده جدیدی ایجاد کنند.

انسجام یعنی توانایی نگهداشتن چیزها که یکی از ویژگی‌های ذاتی نانوالیاف است؛ براساس این مطالعه، نانوسلولز به همراه نانوذرات می‌تواند همانند ملات عمل کند. در واقع، نانوسلولزها می‌توانند ذرات را به سوی خود جذب کرده و ماده‌ای ملات مانند تشکیل دهند.

در این مقاله، محققان نشان دادند که چگونه نانوسلولز می‌تواند به روش‌های مختلف خودآرایی کرده و ذرات اطراف را به سوی خود جذب کند و یک ماده بسیار مستحکم تشکیل دهد.

برونو ماتوس، از محققان این پروژه می‌گوید: «این بدان معناست که نانوسلولزها با انواع مختلف ذرات می‌توانند به‌صورت کنترل شده، آمیخته و ترکیباتی با انسجام بالا ایجاد کنند. به دلیل چنین ویژگی اتصالی مستحکمی که نانوسلولزها دارند، از آنها می‌توان برای تولید موادی با خواص قابل پیش‌بینی استفاده کرد و به سادگی این کامپوزیت‌ها را مهندسی نمود.»

نانوسلولز‌ها کاربردهای وسیعی دارند، آنها می‌توانند به ذرات میکرومقیاس متصل شده و ساختارهای ورق‌مانند را ایجاد کنند. همچنین می‌توانند ساختارهای شبکه‌ای تشکیل داده و نانوذرات را به دام ‌اندازند.

در حال حاضر، با توسعه فناوری‌ نانو، آمیختگی نانوسلولزها با نانوذرات و ایجاد ساختارهای بزرگ‌تر ضروری است. نانوالیاف استخراج شده از گیاهان می‌تواند به‌عنوان چسب‌ و اتصال دهنده عمومی استفاده شود تا ذرات را به هم متصل کرده و ساختارهایی با توانایی‌های مختلف به‌وجود آورد.

این گروه تحقیقاتی مسیری را برای دستیابی به مقیاس‌پذیری در تولید این ساختارها ارائه کردند تا بتوانند ذراتی از ۲۰ نانومتر تا چندمیکرون را در این فرآیند به کار ببرند. علاوه‌بر این، ذرات بی‌اثر نظیر نانوذرات فلزی را می‌توان با مواد زنده نظیر مخمرهای پخت نان ترکیب کرد. آنها می‌توانند ساختارهای یک تا سه بعدی و همچنین طیفی از محصولات با خواص آبدوستی تا آبگریزی ایجاد کنند.

علاوه‌بر این، می‌توان میکرواورگانیسم‌های زنده، ذرات فلزی کاربردی یا گرده‌ها را در این ساختار به کار برد و ترکیبات با عملکردهای تازه‌ای به‌دست آورد.