جذب دی‌اکسید کربن هوا با کمک چوب‌های مهندسی‌شده

به گزارش گروه دانش و فناوری به نقل از ایسنا، با توجه به تمرکز جهان روی پرداختن به تغییرات آب و هوایی، دانشمندان باید هنگام توسعه مصالح ساختمانی پایدار که با انتشار دی‌اکسید کربن مقابله می‌کنند، خلاقیت به خرج دهند. دانشمندان آمریکایی، روش جدیدی را برای مهندسی چوب ابداع کرده‌اند که آن را قوی‌تر می‌کند و دی‌اکسید کربن را از هوا می‌گیرد.

دی‌اکسید کربن به عنوان یک عامل اساسی در تغییرات آب و هوایی شناخته شده است. محدود کردن انتشار دی‌اکسید کربن ناشی از تولید مواد ساختمانی مانند فولاد، فلز و سیمان، راهی برای پرداختن به تغییرات آب و هوایی غیرمستقیم است. یک روش مستقیم کاهش دی‌اکسید کربن جو، جذب کردن آن با مواد ساختمانی است.

دانشمندان «دانشگاه رایس«(Rice University)، از ویژگی‌های طبیعی چوب برای افزایش توانایی آن در جذب دی‌اکسید کربن استفاده کرده‌اند. این فرآیند موسوم به «Delignification»، شامل ارائه «چارچوب‌های فلزی-آلی»(MOFs) ریزذرات بسیار متخلخل به چوب پس از پاکسازی چارچوب داخلی است.

«محمد رحمان»(Muhammad Rahman)، از پژوهشگران این پروژه گفت: چوب از سه مولفه ضروری شامل سلولز، همی‌سلولز و لیگنین تشکیل شده است. لیگنین، مولفه‌ای است که به چوب رنگ می‌دهد. بنابراین، وقتی لیگنین را بیرون می‌آورید، چوب بی‌رنگ می‌شود.

هنگامی که لیگنین از چوب خارج شود، چوب آماده است تا چارچوب‌های فلزی-آلی را در خود جای دهد. «سومیابراتا روی»(Soumyabrata Roy)، دانشمند حوزه تحقیقات برنج و پژوهشگر ارشد این پروژه گفت: ذرات چارچوب فلزی-آلی به راحتی در کانال‌های سلولزی قرار می‌گیرند و به آنها متصل می‌شوند. سپس، چارچوب‌ها دی‌اکسید کربن را جذب می‌کنند.

چارچوب‌های فلزی-آلی عموما به دلیل پایداری در شرایط محیطی متفاوت، شناخته‌شده نیستند. آنها نسبت به رطوبت آسیب‌پذیر هستند که بدیهی است در یک ماده ساختمانی باید از آن اجتناب کرد.

پژوهشگران دانشگاه رایس در پژوهش خود دریافتند چارچوب‌های فلزی-آلی مورد استفاده آنها که توسط پروفسور «جورج شیمیزو»(George Shimizu) و همکارانش در «دانشگاه کلگری«(UCalgary) ساخته شده‌اند، از نظر عملکرد و تطبیق‌پذیری در شرایط گوناگون، از همتایان خود فراتر می‌روند.

با آزمایش استحکام کششی چوب مهندسی‌شده مشخص شد که محصول به دست آمده، قوی‌تر از چوب معمولی و مهندسی‌نشده است و می‌تواند در برابر فشارهای محیطی مانند خم شدن مقاومت کند. همچنین، پژوهشگران ادعا می‌کنند که فرآیند استفاده‌شده برای تولید چوب احتمالا مقیاس‌پذیر و در مصرف انرژی، کارآمد است.

ساخت‌وساز ساختمان و استفاده از آن، بیش از ۴۰ درصد از سهم گازهای گلخانه‌ای تولیدشده توسط انسان را به خود اختصاص می‌دهد. بنابراین، این کشف می‌تواند امکان ارائه یک جایگزین را برای ساخت‌وساز سازگار با محیط زیست فراهم کند که پایدار و تجدیدپذیر باشد.

این پژوهش، در مجله «Cell Reports Physical Science» به چاپ رسید.

انتهای پیام