ابداع ترکیبی گیاهی که مانند استخوان سفت است
تاریخ انتشار: ۲۳ بهمن ۱۴۰۰ | کد خبر: ۳۴۳۵۸۸۸۷
پژوهشگران یک ترکیب گیاهی ابداع کرده‌اند که به اندازه استخوان سفت است و شاید در آینده بتوان از آن در ایمپلنت دندان استفاده کرد.
خبرگزاری میزان _ ایسنا به نقل از ام‌آی‌تی نیوز نوشت: قوی‌ترین قسمت درخت، در تنه یا ریشه‌های پراکنده آن نیست؛ بلکه در دیواره سلول‌های میکروسکوپی آن نهفته است.
دیواره یک سلول چوب، از الیاف سلولزی ساخته شده است که فراوان‌ترین پلیمر طبیعت و مولفه اصلی ساختار همه گیاهان و جلبک‌ها به شمار می‌رود.
بیشتر بخوانید:
اخباری که در وبسایت منتشر نمی‌شوند!
اکنون، پژوهشگران "دانشگاه ام‌آی‌تی" (MIT)، ترکیبی را مهندسی کرده‌اند که از مخلوط کردن نانوبلور‌های سلولز با مقداری پلیمر مصنوعی ساخته شده است. بلور‌های آلی، حدود ۶۰ تا ۹۰ درصد از این ماده را تشکیل می‌دهند که تا به امروز، بالاترین میزان از نانوبلور‌های سلولزی موجود در یک ترکیب بوده است.
پژوهشگران دریافتند که این ترکیب مبتنی بر سلولز از برخی انواع استخوان، قوی‌تر و از آلیاژ‌های آلومینیوم معمولی، سفت‌تر است. ساختار این ماده، به پوشش داخلی پوسته سفت برخی از نرم‌تنان شبیه است.
این گروه پژوهشی، دستورالعملی را برای ترکیب مبتنی بر نانوبلور‌های سلولزی ارائه کردند که می‌توان آنها را با استفاده از چاپ سه‌بعدی و ریخته‌گری معمولی ساخت.
آنها ترکیب را چاپ کردند و استحکام و سفتی آن را مورد بررسی قرار دادند. همچنین، آنها کامپوزیت را به شکل دندان درآوردند تا نشان دهند که این ماده ممکن است روزی برای ساخت ایمپلنت‌های دندان مبتنی بر سلولز و در این مورد، هر محصول پلاستیکی قوی‌تر، سفت‌تر و پایدارتر استفاده شود.
"جان هارت" (John Hart)، استاد مهندسی مکانیک دانشگاه ام‌آی‌تی گفت: با ایجاد این ترکیب می‌توانیم به مواد مبتنی بر پلیمر، خواص مکانیکی بدهیم که پیشتر هرگز نداشتند. اگر بتوانیم مقداری پلاستیک مبتنی بر نفت را با سلولز طبیعی جایگزین کنیم، مسلما برای سیاره زمین نیز بهتر خواهد بود.
سالانه بیش از ۱۰ میلیارد تن سلولز از پوست، چوب یا برگ گیاهان تولید می‌شود. بیشتر این سلولز‌ها برای تولید کاغذ و منسوجات مورد استفاده قرار می‌گیرند و بخشی از آنها نیز به پودری تبدیل می‌شوند که در غلیظ‌کننده‌های مواد غذایی و لوازم آرایشی به کار می‌رود.
دانشمندان در سال‌های اخیر، کاربرد نانوبلور‌های سلولز را بررسی کرده‌اند که می‌توان آنها را از الیاف سلولز استخراج کرد. بلور‌های فوق‌العاده قوی را می‌توان به عنوان تقویت‌کننده‌های طبیعی در مواد مبتنی بر پلیمر استفاده کرد، اما پژوهشگران تنها توانسته‌اند مقدار کمی از نانوبلور‌های سلولز را ترکیب کنند، زیرا آنها به جمع شدن تمایل دارند و فقط پیوند ضعیفی را با مولکول‌های پلیمری ایجاد می‌کنند.
هارت و همکارانش به دنبال توسعه یک ترکیب با کسر بالایی از نانوبلور‌های سلولز بودند که بتوان آنها را به شکل‌های قوی و بادوام درآورد. آنها کار خود را با مخلوط کردن محلولی از پلیمر مصنوعی با پودر نانوبلور‌های سلولز آغاز کردند. آنها نسبتی را برای نانوبلور‌های سلولز و پلیمر تعیین کردند که محلول را به نوعی ژل تبدیل می‌کند. قوام این ژل به اندازه‌ای است که می‌توان آن را از طریق نازل یک چاپگر سه‌بعدی تغذیه کرد یا در قالب ریخت. آنها از یک کاوشگر برای شکستن توده‌های سلولز درون ژل استفاده کردند. این کار، احتمال ایجاد پیوند‌های قوی با مولکول‌های پلیمری را برای سلولز پراکنده افزایش داد.
آنها مقداری ژل را از طریق یک چاپگر سه‌بعدی تغذیه کردند و بقیه را در قالب ریختند. سپس به نمونه‌های چاپ‌شده اجازه دادند تا خشک شوند. طی این فرآیند، ماده منقبض شد و یک ترکیب جامد باقی ماند که بیشتر آن از نانوبلور‌های سلولز تشکیل شده بود.
"آبیناو رائو" (Abhinav Rao)، از پژوهشگران این پروژه گفت: ما چوب را از اساس تخریب کردیم و به بازسازی آن پرداختیم. ما بهترین اجزای چوب را که نانوبلور‌های سلولزی هستند، برداشتیم و آنها را بازسازی کردیم تا به یک ترکیب جدید دست پیدا کنیم.
زمانی که این گروه پژوهشی، ساختار ترکیب را زیر میکروسکوپ مورد بررسی قرار دادند، مشاهده کردند که دانه‌های سلولز در یک الگوی شبیه به آجر و ملات قرار گرفته‌اند.
آنها مقاومت این ماده را در برابر ترک خوردن آزمایش کردند و ابزار‌هایی در مقیاس نانو و سپس در مقیاس میکرو را به کار بردند. آنها دریافتند که آرایش دانه‌های سلولز این ترکیب در مقیاس‌های چندگانه، از شکافته شدن در اثر ترک برداشتن جلوگیری می‌کند. این مقاومت در برابر تغییر شکل، به سفتی ترکیب کمک می‌کند.
پژوهشگران در ادامه بررسی‌های خود، به دنبال راه‌هایی برای به حداقل رساندن انقباض ژل‌ها هنگام خشک شدن هستند. اگرچه انقباض، مشکل چندانی را در چاپ اشیای کوچک ایجاد نمی‌کند، اما اشیای بزرگ‌تر با خشک شدن ترکیب ممکن است ترک بردارند.
این پژوهش، در مجله "Cellulose" به چاپ رسید.
بیشتر بخوانید: تشخیص سرطان پروستات با آزمایش خونانتهای پیام/
خبرگزاری میزان: انتشار مطالب و اخبار تحلیلی سایر رسانه‌های داخلی و خارجی لزوماً به معنای تایید محتوای آن نیست و صرفاً جهت اطلاع کاربران از فضای رسانه‌ای منتشر می‌شود.
منبع: خبرگزاری میزان
کلیدواژه: ابداع ترکیب گیاهی یک ترکیب توان آن قوی تر
درخواست حذف خبر:
«خبربان» یک خبرخوان هوشمند و خودکار است و این خبر را به‌طور اتوماتیک از وبسایت www.mizan.news دریافت کرده‌است، لذا منبع این خبر، وبسایت «خبرگزاری میزان» بوده و سایت «خبربان» مسئولیتی در قبال محتوای آن ندارد. چنانچه درخواست حذف این خبر را دارید، کد ۳۴۳۵۸۸۸۷ را به همراه موضوع به شماره ۱۰۰۰۱۵۷۰ پیامک فرمایید. لطفاً در صورتی‌که در مورد این خبر، نظر یا سئوالی دارید، با منبع خبر (اینجا) ارتباط برقرار نمایید.
با استناد به ماده ۷۴ قانون تجارت الکترونیک مصوب ۱۳۸۲/۱۰/۱۷ مجلس شورای اسلامی و با عنایت به اینکه سایت «خبربان» مصداق بستر مبادلات الکترونیکی متنی، صوتی و تصویر است، مسئولیت نقض حقوق تصریح شده مولفان در قانون فوق از قبیل تکثیر، اجرا و توزیع و یا هر گونه محتوی خلاف قوانین کشور ایران بر عهده منبع خبر و کاربران است.
خبر بعدی:
اتمام ۱۵ فعالیت تعمیراتی در نیروگاه شهید رجایی قزوین
ابوالفضل موتاب‌ها مدیرعامل نیروگاه شهید رجایی قزوین گفت: هرساله به منظور کسب آمادگی تولید انرژی الکتریکی و با هدف کمک به پایداری شبکه سراسری تولید، تعداد ۱۷ فعالیت تعمیرات اساسی، نیمه اساسی و بازدید دوره‌ای برای واحد‌های ۱۳ گانه بخاری و سیکل ترکیبی، برنامه ریزی می‌شود.
وی افزود: از مهر ماه سال ۱۴۰۲ تاکنون، از تعداد ۱۷ برنامه سالانه تعمیراتی، ۱۵ برنامه تعمیرات اساسی، نیمه اساسی و بازدید دوره ای، مربوط به واحد‌های بخاری و سیکل ترکیبی، عملیاتی شده و به اتمام رسیده و ۲ مورد تعمیرات نیمه اساسی و بازدید دوره‌ای هم در حال اجرا است.
مدیرعامل نیروگاه شهید رجایی قزوین گفت: تاکنون ۹۶ درصد از فعالیت‌های تعمیراتی واحد‌های ۱۳ گانه این شرکت انجام شده است.
موتاب‌ها اضافه کرد: نوع تعمیرات واحدها، براساس ساعت کارکرد و نیاز‌های تعمیراتی به انواع تعمیرات اساسی، نیمه اساسی و بازدید‌های دوره‌ای در واحد‌های گازی و بخاری تقسیم می‌شود.
مدیرعامل نیروگاه شهید رجایی قزوین با اشاره به فعالیت‌های تعمیرات در واحد‌های سیکل ترکیبی بیان داشت: تعمیرات بازدید محفظه احتراق و تعویض نازل واحد‌های شماره ۳، ۱ و ۴ گازی، تعمیرات بازدید مسیر گاز داغ واحد ۱ گازی، تعمیرات بازدید محفظه احتراق واحد ۶ گازی به همراه تعمیرات اساسی و کمپرسور واحد شماره ۲ گازی و همچنین انجام تعمیرات بازدید دوره‌ای مربوط به واحد شماره ۱ و ۳ بخاری سیکل ترکیبی، دیگر برنامه‌های تعمیراتی بود که در بازه زمانی مهر تاکنون به اتمام رسید.
وی افزود: در نیروگاه بخار نیز از ابتدای فصل تعمیرات تاکنون واحد شماره ۳ بخاری تحت تعمیرات اساسی، واحد شماره یک بخاری تحت تعمیرات نیمه اساسی و واحد‌های شماره ۳، ۲، ۱ و ۴ نیز مورد تعمیرات تعمیرات دوره‌ای بویلر و بازدید دوره‌ای قرار گرفته است.
موتاب‌ها اظهار داشت: هم اکنون واحد شماره ۲ بخاری سیکل ترکیبی نیروگاه هم برای انجام تعمیرات نیمه اساسی وهمچنین واحد شماره ۴ نیروگاه بخار جهت انجام تعمیرات بازدید دوره‌ای در دست تعمیرات قرار دارد که مابقی برنامه‌های تعمیرات واحدها نیز تا پایان نیمه اول اردیبهشت ماه انجام و به پایان خواهد رسید و کلیه واحدها با آمادگی حداکثری آماده تولید برق پایدار برای پیک تابستان پیش رو خواهند بود.
موتاب‌ها در توضیح فرآیند برنامه ریزی برای انجام ۱۷ فعالیت تعمیرات واحد‌های بخاری و سیکل ترکیبی نیروگاه نیز گفت: هرساله نیاز‌های تعمیراتی واحد‌های سیزده گانه نیروگاه براساس ساعت کارکرد، دوره تعمیراتی و استاندارد شرکت سازنده، به شرکت مادرتخصصی تولید نیروی برق حرارتی اعلام می‌شود که پس از بررسی و تایید برنامه‌ها از سوی آن شرکت، جدول زمانبندی خروج واحدها برای اجرای برنامه‌ها به این نیروگاه اعلام می‌شود.
وی ادامه داد: پس از دریافت برنامه ها، با حضور و کمک معاونت‌های مربوطه و بررسی‌های فنی و تخصصی، نیاز‌های تعمیراتی هر واحد، سنجیده شده و امکانات، قطعات و تجهیزات، نیروی انسانی لازم، ماشین آلات و سایر موضوعات برای اجرای این برنامه ها، پیش بینی و در اختیار معاونت‌های تعمیرات نیروگاه بخار و نیروگاه سیکل ترکیبی قرار می‌گیرد.
نیروگاه شهید رجایی دارای ۱۳ واحد بخاری و سیکل ترکیبی است که سالانه با بیش از ۱۲ میلیارد کیلووات ساعت تولید انرژی الکتریکی، حدود ۳ ونیم درصد از تولید برق شبکه سراسری را به خود اختصاص داده است.
باشگاه خبرنگاران جوان قزوین قزوین
به بهانه تقابل بایرن مونیخ و رئال مادرید؛ گل های کریستیانو رونالدو در آلیانز آرنا / فیلم