تولید آئروژل سلولزی و تبدیل کاغذ باطله به عایق حرارتی

مدت زمان زیادی است که از سلولز حاصل از چوب گیاهان، کاغذ تولید می شود؛ اما گروهی از دانشمندان به دنبال ساخت فرآورده های پیشرفته تری از سلولز هستند. در سال 2012 ایکالا و همکارانش در دانشگاه صنعتی هلسینکی فنلاند، روشی را برای ساخت یک ماده متخلخل و فوق العاده سبک بنام آئروژل سلولزی، از سلولز تولیدشده توسط باکتری، ارائه کردند که تقریباً به سختی فولاد است و می تواند به حالت شناور، باری 1000 برابر وزن خود را حمل کند.

این محققان دریافتند که از سلولز نیز می توان آئروژل انعطاف پذیر ساخت، برخلاف آئروژل های دیگری که سفت وسخت هستند. آن ها با استفاده از محلول کبالت و آهن به مواد خاصیت مغناطیسی بخشیدند. این مواد می توانند در الکترونیک و دستگاه های صنعتی که به کنترل مقدار ناچیزی از مایع احتیاج دارند، استفاده شوند.

تلاش این گروه برای تولید آئروژل های متشکل از الیاف سلولزی در ابعاد نانو ادامه یافت و در این مسیر موفق به ساخت ماده ای شدند که دافع آب و خودتمیزشونده است. از سوی دیگر با ترکیب کردن آئروژل با گرافن، محصولی با استحکامی در حد فولاد یا حتی بالاتر ساختند.

گروه تحقیقاتی ایکالا با استفاده از پوشش دهی الیاف سلولزی آئروژل، با دی اکسید تیتانیوم آئروژلی با خواص دافع آب و جاذب روغن ایجاد کردند. این محصول مواد نفتی را به خود جذب می کرد و درعین حال به دلیل سبک بودن بر روی آب معلق می ماند، درنتیجه این امکان را فراهم می کرد تا کارگران بتوانند برای پاک سازی آلودگی های نفتی روی آب از آن استفاده کنند. بدین ترتیب می توان نفت را دوباره جمع آوری و یا مصرف کرد.

طبق گزارشی که در سال 2016 منتشرشده است، یک گروه تحقیقاتی از دانشکده مهندسی دانشگاه ملی سنگاپور NUS موفق شدند با استفاده از کاغذهای باطله، آئروژل سلولزی با خاصیت غیر سمی، انعطاف پذیر، بسیار سبک و محکم و ضد آب تولید کنند. این مواد جدید قابل استفاده در کاربردهایی نظیر پاک سازی نفت های نشت کرده در سطح دریا، عایق حرارتی در ساختمان ها، فرآیند تحویل دارو و مواد هوشمند در کاربردهای زیست پزشکی هستند.

این کار به سرپرستی Duong Hai Minh استادیار گروه مهندسی مکانیک انجام گرفت.انتظار می رود تولید جهانی کاغذ باطله تا سال 2020 بالغ بر 500 میلیون تن باشد. ازاین رو استفاده از این زباله های انبوه در مسیرهای کاربردی، علاوه بر اثرات مثبت زیست محیطی، نیازهای صنعت در بخش های متفاوت را نیز رفع می کند.