دانشمندان مؤسسه ORNL فرمول ساخت یک نوع ماده اولیه تجدیدپذیر برای پرینتر سه‌بعدی را کشف کرده‌اند که می‌تواند یک استفاده جدید برای لیگنین باشد. اکتشاف انجام شده یافته‌های ORNL را در زمینه کاهش هزینه محصولات پالایشگاهی، با پیدا کردن استفاده‌ای جدید برای لیگنین تکمیل می‌کند.
آقای Amit Naskar -رهبر پروژه ORNL- می‌گوید: “یافتن استفاده‌های جدید برای این ماده می‌تواند اقتصاد کل فرایند تصفیه و استفاده از مواد تجدیدپذیر را بهبود دهد. محققان لیگنین ذوب‌شده در حال تعادل را با پلاستیک معمولی، نایلون با دمای ذوب پایین و فیبر کربن ترکیب کردند تا یک نوع کامپوزیت با قابلیت شکل‌گیری و قدرت نگه‌داری لایه‌ها حین فرایند چاپ، همراه با داشتن خصوصیات مکانیکی عالی و مناسب تولید کنند.
استفاده از لیگنین بسیار سخت است، چرا که این ماده برخلاف بقیه کامپوزیت‌های مورد استفاده قرار گرفته -مانند acrylonitrile-butadiene-styrene که از مواد پایه نفتی به دست می‌آید- بسیار شکننده است. لیگنین تنها تا یک دمای خاص برای نرم‌شدن و شکل‌گرفتن در دهانه پرینتر سه‌بعدی گرم‌شده؛ و قرار گرفتن در معرض حرارت طولانی‌مدت به‌طور چشمگیری باعث افزایش ویسکوزیته آن می‌شود.
اما زمانی که پژوهشگران لیگنین را با نایلون ترکیب کردند، به نتایج شگفت‌انگیزی برخوردند؛ آن‌ها مشاهده کردند که در این حالت دمای سختی اتاق کامپوزیت افزایش یافته و ویسکوزیته ذوب آن کاهش می‌یابد. همچنین ترکیب ذکرشده قدرت کششی مشابه نایلون با ویسکوزیته کمتر نسبت به آن دارد.
دانشمندان در راکتور High Flux Isotope آزمایش پراکندگی نوترون را انجام دادند و از میکروسکوپی پیشرفته برای کشف ساختار مولکولی این کامپوزیت استفاده کردند و متوجه شدند که ترکیب لیگنین و نایلون اثر روانکاری یا پلاستیسیته بر روی کامپوزیت دارد.
فهمیدن ویژگی‌های ساختاری لیگنین برای بهبود قابلیت پرینت سه‌بعدی گرفتن از مواد مختلف بسیار مهم است. دانشمندان توانستند در ترکیبی درصد بیشتری (حدود ۴۰ درصد) از لیگنین را استفاده کنند که این موضوع تبدیل به یک دستاورد جدید در راه پرینت سه‌بعدی گرفتن از مواد مختلف با استفاده از این ماده شد. محققان پس از آن ۴ تا ۱۶ درصد فیبر کربن به ترکیب اضافه کردند؛ کامپوزیت جدید به راحتی داغ می‌شود، سریع‌تر جریان می‌یابد و در نتیجه محصول قوی‌تری نسبت به نمونه‌های قبلی می‌باشد.
قدرت و قابلیت بسیار بالای ORNL در تشخیص ساختار مواد برای تبدیل لیگنین به ماده اولیه برای فرایند ذکر شده، نقش حیاتی دارد. کامپوزیت لیگنین و نایلون در حال ثبت اختراع بوده و محققین برای اصلاح مواد و پیدا کردن راه‌های دیگر برای پردازش آن، در حال تحقیق و مطالعه هستند.
☑ لینک خبر
