تقویت الیاف بامبو با پلاستینه
محققان UBCO از پلاستینه برای تقویت الیاف بامبو استفاده میکنند.
محققانUBC Okanagan ، در کانادا تکنیکی را که در اصل برای مومیایی کردن بقایای انسان طراحی شده بود، برای تقویت خواص بیوکامپوزیتها و قویتر کردن آنها استفاده کردهاند.
دکتر عباس میلانی، استاد مهندسی مکانیک UBCO توضیح میدهد که با نوآوری مواد جدید و کامپوزیتهای سبز، بهراحتی میتوان از موادی مانند بامبو و سایر الیاف طبیعی چشمپوشی کرد. این الیاف در حال حاضر در بسیاری از کاربردها مانند پوشاک، صنعت خودروسازی، بستهبندی و ساخت و ساز استفاده میشود.
تیم تحقیقاتی او اکنون راهی پیدا کرده که نهتنها این الیاف را تقویت میکند، بلکه تمایل آنها را به تخریب در طول زمان کاهش میدهد و آنها را حتی با محیط زیست سازگارتر میکند.
میلانی، مدیر مؤسسه تحقیقات مواد و ساخت میگوید: «بامبو تقریباً به همان استحکام فولاد نرم است و در عین حال انعطافپذیری بیشتری از خود نشان میدهد». بامبو با وزن کم، هزینه و در دسترس بودن فراوان، مادهای است که آینده بسیار خوبی دارد، اما تاکنون یک نقطه ضعف بزرگ داشته است.
بامبو یکی از برداشتشدهترین و پرمصرفترین الیاف طبیعی در جهان است که سالانه بیش از 30 میلیون تن تولید میشود. با این حال، الیاف طبیعی آن میتوانند آب را جذب کرده و به مرور زمان به دلیل جذب رطوبت و هوازدگی تجزیه و ضعیف شوند.
تیم تحقیقاتی با استفاده از فرآیندی بهنام پلاستیناسیون برای آبگیری بامبو، از آن بهعنوان تقویتکننده الیاف و مواد دیگر استفاده میکند. سپس آن را به یک بیوکامپوزیت هیبریدی جدید با کارایی بالا تبدیل میکنند.
پلاستینه کردن یا پلاستینهسازی (Plastination) روشی است در کالبدشناسی برای محفوظ نگه داشتن قطعات بدن انسان کاربرد دارد. در این روش آب و چربی موجود در بافتها با نوع خاصی از پلاستیک جایگزین میشود. عضو پلاستینهشده قابل لمس است، از فساد و تباهی در امان مانده و بو نمیدهد. حتی خواص اولیه نمونه استفاده شده نیز پس از پلاستینه شدن بهتر حفظ میشود. پلاستیناسیون بهطور گسترده برای حفظ طولانی مدت بقایای حیوانات، انسان و قارچ استفاده میشد، و اکنون راه خود را برای کاربردهای مواد پیشرفته پیدا کرده است. روش پلاستیناسیون برای اولین بار توسط گونتر ون هاگنس در سال 1977 ابداع شد.
گونتر ون هاگنس
دنویر دیر، یکی از نویسندگان گزارش و فارغالتحصیل اخیر UBC Okanagan، میگوید که پلاستین دوام مواد کامپوزیت را برای استفاده کوتاهمدت و بلندمدت تضمین میکند.
دیر میگوید: کامپوزیت پلاستینه شده با بامبو با الیاف شیشه و پلیمر مخلوط شد تا مادهای سبکتر و در عین حال بادوامتر از کامپوزیتهای مشابه ایجاد شود. این کار منحصر بهفرد است زیرا هیچ مطالعه قبلی در مورد استفاده از چنین الیاف طبیعی پلاستینه شده در کامپوزیتهای پلیمری تقویت شده با الیاف مصنوعی وجود ندارد.
دیر میگوید این کامپوزیت هیبریدی بادوام جدید بامبو، الیاف شیشه بافته شده، پلیپروپیلن که با تکنیک پلاستاسیون پردازش شده، آینده امیدوارکنندهای دارد.
این تحقیق که توسط شریک صنعتی NetZero Enterprises کالیفرنیا پشتیبانی میشود، نشان میدهد که افزودن مقدار کمی از مواد پلاستینهشده به بامبو میتواند ظرفیت تحمل ضربه کامپوزیت را بدون از دست دادن خواص کشسانی آن افزایش دهد. این روش، همچنین میزان تخریب مواد را کاهش میدهد.
روی بهینهسازی این فرآیند باید کارهای بیشتری انجام شود زیرا دیر میگوید پلاستاسیون در حال حاضر زمانبر است. اما او خاطرنشان میکند که مزیت کشف ترکیب مناسب الیاف طبیعی پلاستینه شده منجر به کاهش قابل توجه ضایعات غیرقابل تجزیه در بسیاری از صنایع با ردپای زیست محیطی کمتر میشود.
مطالعات آینده برای بهینهسازی و بررسی اثر پلاستینه کردن سایر الیاف طبیعی مانند کتان و کنف در حال انجام است. محققان همچنین پیشنهاد میکنند که تجزیه و تحلیل چرخه عمر مواد باید تحت کاربردهای مختلف و مقایسه با نمونههای غیرپلاستینه انجام شود. این تصویر بهتری از مبادله متناظر بین اثر محیطی و اثرات دوام مکانیکی ارائه میدهد.
میلانی میافزاید: «زیستکامپوزیتها همچنان در الگوی اقتصاد چرخشی کاربردهای جدیدی پیدا میکنند». نوآوری در روشهای مورد استفاده برای توسعه این کامپوزیتها مزایای خوبی را در آینده تضمین میکند.
این تحقیق در Journal Composite Structures ارائه شده است.
منابع:
