کمپوستمواد زیست تخریب پذیر

تولید پلیمرهای زیستی پایدار

خمیر چوب، کنف و الیاف کتان مواد اولیه تجدیدپذیری هستند که با فناوری‌های نوین به الیافی با عملکرد جدید تبدیل می‌شوند. آن‌ها با محیط‌زیست سازگارند و در حل مشکلات مربوط به تجمع زباله‌ها در محیط کمک می‌کنند و برای برنامه‌های کاربردی در نساجی و کاربردهای فنی مناسب هستند. دانشمندان علاوه بر استفاده از خمیر چوب و چوب که شایع‌ترین مواد مورد استفاده در تولید پلیمرهای زیستی هستند، همچنین با استفاده از کیتین و آلژینات به پردازش الیاف می‌پردازند. الیاف مبتنی بر سلولز در کامپوزیت‌ها در کنار کنف و کتان استفاده می‌شود.


بر اساس گفته محققان، ما باید معنی دقیق پلیمرهای زیستی را درک کنیم، زیرا همه‌ی پلیمرها قابل تجزیه نیستند بنابراین همه‌ی پلیمرها، پلیمر زیستی نیستند. پلیمرهای زیستی می‌توانند مانند بسیاری از استرهای طبیعی باشند، اما لازم نیست که از مواد خام طبیعی استخراج شوند. ممکن است آن‌ها از نفت تولید شوند، اما این باعث تغییر در تجزیه زیستی آن‌ها نمی‌شود. دانشمندان به پلیمرهای زیستی ساخته‌شده از مواد خام با منبع طبیعی علاقمند هستند. این پلیمرهای بومی به‌اندازه موادی که می‌توانند از آن‌ها تولید شوند، متنوع هستند.

محققان یک فرایند ویژه شامل حلال‌های سبز که روشی پایدار و سازگار با محیط‌زیست است، برای تولید الیاف سلولز توسعه داده‌اند. برای تبدیل سلولز به الیاف، در ابتدا باید سلولز را حل کرد. از آن‌جا که سلولز در آب حل نمی‌شود از فرایندهای متداول در حلال‌های سمی استفاده می‌شود. محققان یک جایگزین مناسب برای این حلال‌های سمی پیدا کرده‌اند، این جایگزین مناسب مایعات یونی هستند که پسماندهای سمی تولید نمی‌کنند.

محققان از یک مایع حاوی نمک آلی استفاده می‌کنند که دارای کاتیون نسبتاً بزرگی است، بنابراین در دمای اتاق به شکل مایع است. سلولز در این مایع به‌طور مستقیم حل می‌شود و بدون نیاز به اضافه کردن تثبیت‌کننده به الیاف تبدیل می‌شود. این حلال به سادگی با آب شسته می‌شود. همچنین مایعات یونی در تولید رشته‌های میکروفیبر مؤثر هستند، زیرا آب زیادی جذب می‌کنند و می‌توانند به‌عنوان پارچه‌های پزشکی و بهداشتی مورد استفاده قرار بگیرند.

محققان دریافته‌اند که در اثر ترکیب کردن الیاف سلولز با یک ماتریس سلولزی، کامپوزیتی با چسبندگی بسیار عالی از فیبر ماتریسی به‌دست می‌آید که‌ علت آن یکسان بودن مواد تشکیل‌دهنده الیاف و ماتریس است. این مواد کامپوزیتی کاربردهای مختلفی خواهند داشت، به‌طور مثال در صنعت خودرو قابل استفاده هستند.

بزرگترین دستاورد در تولید ماده کامپوزیت سلولز بازیافت کامل و عدم تولید زباله است. مواد بازیافتی مجدد قابل استفاده هستند و یا به کود کمپوست تبدیل می‌شوند. اما نکته جالب این است که مواد سلولزی را می‌توان به‌صورت مکانیکی خرد کرد و به عنوان غذای ماهی استفاده کرد. این مواد فاقد میکروپلاستیک هستند و ماهی‌ها توانایی خوردن آن‌ها را دارند.

مواد کامپوزیت سلولزی در میان سایر مواد به‌عنوان یک عنصر ساخت و ساز سبک برای خودروها قابل استفاده خواهد بود. مواد جدید می‌توانند به مقابله با افزایش زباله‌های مرتبط با کامپوزیت‌ها کمک کنند. حدود 250 هزار تن از زباله‌های پلاستیکی تقویت‌شده با فیبر شیشه که قابل بازیافت نیستند، در آلمان تولید می‌شود. در حال حاضر این زباله‌ها سوزانده می‌شوند و محتوای فیبر شیشه‌ای آن‌ها به‌عنوان افزودنی به سیمان اضافه می‌شود.

با وجود چشم‌اندازهای عالی، مواد جدید هنوز دارای محدودیت‌هایی هستند. مواد سلولزی خالص برای مواردی که به اجزای ساختاری بسیار قوی نیاز باشد، مناسب نیستند. به همین دلیل دانشمندان یک ماده هیبریدی جدید با محتوای 30 درصد کربن را گسترش داده‌اند. با این وجود هر محصولی به استحکام و قدرت نیاز ندارد، در چنین مواردی از کنف و کتان به‌عنوان مواد خام برای کامپوزیت استفاده می‌شود.

توسط
Bioeconomy BW
برچسب‌ها
نمایش بیشتر

مژگان محبی

اهل اصفهان | دانشجوی کارشناسی ارشد مهندسی شیمی - بیوتکنولوژی، دانشگاه علم و صنعت ایران

نوشته‌های مشابه

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

بیـست پنـج − = 17

دکمه بازگشت به بالا
EnglishIran
بستن