تولید نخستین هواژل معجزه گر از بطری های پلاستیكی

تولید نخستین هواژل معجزه گر از بطری های پلاستیكی این با من: محققان دانشگاه ملی سنگاپور موفق به تولید هواژل از بطری های پلاستیكی شده اند كه كاربردهای فراوانی همچون تولید كاغذهای قطع A4 دارد.



به گزارش این با من به نقل از ایسنا و به نقل از گیزمگ، بطری های پلاستیكی یكی از رایج ترین انواع زباله های پلاستیكی هستند و دانشمندان هر روزه به دنبال یافتن راه های جدیدی برای بازیافت آنها هستند.

محققان دانشگاه ملی سنگاپور(NUS) با عنایت به این موضوع، یك روش ارزان برای تبدیل این بطری ها به یك هواژل(aerogel) بسیار مفید توسعه داده اند.

این مطالعه كه به رهبری پروفسور "های مین دونگ" و پروفسور "نان فان تین" انجام شد، با بطری های تولید شده از پلی اتیلن ترفتالات(PET) رایج آغاز شد.

برای تولید هواژل، PET بر روی فیبرها قرار داده می شود و سپس با سیلیكا(سیلیس) پوشش داده می شود.

فرآیند تولید از اینجا به بعد بسیار پیچیده می شود، اما اساسا دربرگیرنده استفاده شیمیایی از فیبرها است، به طوریكه آنها افزایش می یابند و سپس خشك می شوند.

هواژلی كه از این فرآیند تولید می شود، سبك، متخلخل(منفذ دار)، انعطاف پذیر و بادوام است و نخستین ماده ای است كه از PET تولید شده است.

این هواژل دارای خیلی از كاربردهای بالقوه همچون تولید كاغذهای A4 است.

برای مثال، اگر این هواژل بعنوان مثال، با تركیبات مختلف متفورمین پوشش داده شود، می تواند روغن را تا هفت برابر موثرتر از مواد دیگر موجود در بازار، جذب نماید.



همچنین می تواند بعنوان عایق حرارتی یا صوتی در ساختمان ها استفاده شوند یا در پوشش با گروه آمین(مشتق های آمونیاك)، بعنوان یك فیلتر به كار گرفته شوند كه ذرات گرد و غبار و كربن دی اكسید را در ماسك های صورت جذب می كند.

محققان علاوه بر این ها به دنبال تغییرات سطحی هم هستند كه به این مواد اجازه می دهد گازهای سمی مانند مونوكسید كربن را جذب كنند.

هواژل می تواند در ماسك های صورت استفاده گردد كه ذرات گرد و غبار و كربن دی اكسید را فیلتر می كند و شاید بهترین استفاده آن، بعنوان عایق حفاظتی در لباس های آتش نشانان باشد.

هنگامی كه این ماده با مواد شیمیایی مقاوم در برابر آتش پوشش داده شود، قادر به مقاومت در برابر حرارت تا 620 درجه سانتی گراد خواهد بود كه به قول تیم سازنده، هفت برابر بیشتر از موارد قابل استفاده كنونی است كه معمولا در چنین لباس هایی استفاده می گردد.

ضمن اینكه هواژل تنها حدود 10 درصد مواد موجود وزن دارد و همینطور نرم تر و انعطاف پذیرتر است.

محققان دانشگاه ملی سنگاپور این فناوری را ثبت اختراع كرده اند و هم اكنون به دنبال شركای صنعتی برای كمك به تجاری كردن و تولید انبوه آن هستند.



هواژل

هواژل یك ماده تولیدی است كه كمترین چگالی را در بین مواد جامد دارد. در ابتدا فرض بر منفی بودن وزن این ماده بود، ولی محققان بعدها متوجه وزن بسیار ناچیز آن شدند.

این ماده از یك ژل به دست می آید كه در آن قسمت، مایع ژل با گاز جایگزین می گردد. نتیجه این فرآیند، ماده ای جامد با چگالی بسیار كم و در عین حال، خصوصیت قابل توجه در زمینه عایق گرمایی است.

هواژل در فرهنگ عامه مردم تحت نام های دیگری هم چون دود منجمد، دود جامد، هوای جامد یا دود آبی هم شناخته می گردد كه این نام گذاری ها به علت ظاهر شفاف و هم نحوه پخش نور در این ماده است.

هواژل برای اولین بار توسط ساموئل استفان كیستلر در سال ۱۹۳۱ ساخته شد و تولید آن برای جایگزین كردن قسمت مایع ژله خوراكی با گاز بود، بدون آنكه ساختار ژله در هم بشكند.

فرآیند تولید هواژل شامل استخراج بخش مایع ژل با استفاده از روش خشكاندن فوق بحرانی می باشد. با استفاده از این روش مایع به آهستگی از درون شبكه جامد ژل خارج می شود، بدون آنكه به این شبكه آسیبی برسد و در اثر نیروی مویینگی در هم بشكند.

به عنوان مثال، ژله خوراكی در اثر تبخیر معمولی دچار درهم شكستگی ساختار شبكه جامد می گردد.

نخستین نمونه های هواژل از ژل اكسید سیلیسیوم ساخته شدند و هواژل سیلیسی نامیده شدند. بعدها، كیستلر هواژل هایی با پایه اكسید آلومینیم، كروم و قلع ساخت. هواژل های كربنی هم در اواخر دهه ۸۰ میلادی ساخته شدند.

هواژل، سبك ترین ماده جامد شناخته شده در جهان است كه چگالی سبك ترین نمونه تولید شده از آن، تنها سه برابر هوا است.

ویژگی های منحصربه فرد این ماده آنرا یكی از پركاربردترین مواد به كار رفته در ماموریت های فضایی تولید كرده است. بعنوان نمونه، مسئولان ناسا از هواژل به منظور جلوگیری از یخ زدگی ربات مریخ نورد در شب های سیاره مریخ استفاده كردند.

همچنین این ماده برای گردآوری ذرات كیهانی در فضا بسیار مناسب می باشد و در جریان ماموریت "استارداست" از آن برای جمع آوری مواد موجود در هاله پیرامون دنباله دار و"ایلد-2" استفاده شد.

این تحقیق در مجله Colloids and Surfaces A انتشار یافته است.




1397/08/12
13:43:54
5.0 / 5
132
تگهای خبر: دانشگاه , فناوری , كاربر , محقق
این مطلب را می پسندید؟
(1)
(0)
تازه ترین مطالب مرتبط
نظرات بینندگان در مورد این مطلب
نظر شما در مورد این مطلب
نام:
ایمیل:
نظر:
سوال:
= ۸ بعلاوه ۵
این با من - انجام پروژه
inbaman.ir - حقوق مادی و معنوی سایت این با من محفوظ است

این با من

انجام پروژه های شما