نمایشگر گوشیهای آینده از چوب شفاف ساخته می شوند
به گزارش ایزو وب، دانشمندان موفق به توسعه چوب شفاف برای صفحه نمایش گوشیهای هوشمند و پنجره های آینده شده اند.
به گزارش ایزو وب به نقل از ایسنا و به نقل از آی ای، چوب طبیعی یک منبع کلیدی برای ساخت و ساز، سوخت و مبلمان بوده است که به علت تطبیق پذیری، تجدید پذیری و جذابیت و زیبایی، پرارزش است. با این وجود، با ابداع روش هایی برای تنظیم دقیق خصوصیت های انتقال نوری، حرارتی، مکانیکی و یونی مواد از راه تغییرات شیمیایی و فیزیکی در ساختار ذاتا متخلخل و ترکیب شیمیایی، امکانات جدیدی برای چوب درحال ظهور است.
پژوهشگران در تعقیب این هدف، استراتژی های نوآورانه ای را برای اصلاح چوب در سالهای اخیر ابداع نموده اند و آنرا با قابلیت های جدید آغشته کرده اند.
این پیشرفت ها دری را برای جایگزینی بالقوه مواد متعارف، غیرقابل تجدید و مبتنی بر نفت در کاربردهای مختلف همچون خودرو، ذخیره سازی انرژی، ساخت وساز و ترمیم محیط زیست باز می کند. این تغییر به معنای انحراف از حوزه های سنتی ساخت و ساز و صنایع کاغذ برای چوب است.
چوب شفاف با کاربردهای بالقوه از صفحه نمایش بسیار بادوام گوشیهای هوشمند گرفته تا وسایل نوری نرم و درخشان، آماده تبدیل شدن به یک ابزار همه کاره است. علاوه بر این، میتوان از آن در عناصر ساختاری مانند پنجره هایی که قابلیت تغییر رنگ دارند، بهره برد.
یک پژوهش پیشرفته
پژوهشگری به نام «زیگفرید فینک»(Siegfried Fink) با حذف رنگدانه ها از سلول های گیاهی، چوب شفاف ایجاد کرد، فرآیندی که وی در یک مجله تخصصی با تمرکز بر فناوری چوب توضیح داد.
سپس برای بیشتر از ۱۰ سال، ابداع فینک در سال ۱۹۹۲ بعنوان یک منبع در مورد چوب شفاف بود تا این که دانشمند دیگری در موسسه فناوری سلطنتی KTH در سوئد به نام لارس برگلوند(Lars Berglund) با آن آشنا شد.
همزمان، گروه دیگری از پژوهشگران به سرپرستی یک دانشمند مواد معروف به لیانگ بینگ هو(Liangbing Hu) در دانشگاه مریلند در کالج پارک، به صورت فعال در پیشبرد چوب شفاف از راه مهندسی مستقیم چوب طبیعی مشارکت داشتند.
چوب از کانال های عمودی کوچک گوناگونی تشکیل شده است که شبیه یک بسته نی محکم بسته شده با چسب است. این سلول های لوله ای برای انتقال آب و مواد مغذی درون درخت کار می کنند. هنگامی که درخت قطع می شود و رطوبت تبخیر می شود، حفره های هوا در آن باقی می مانند.
دانشمندان برای تولید چوب شفاف، ابتدا باید چسبی معروف به لیگنین را که دسته های سلولی چوب را به هم متصل می کند و رنگ قهوه ای خاکی را به تنه ها و شاخه ها می دهد، تغییر دهند یا از بین ببرند. بعد از سفید کردن یا حذف رنگ لیگنین، یک چارچوب سفید شیری از سلول های توخالی باقی می ماند.
البته ساختار حاصل، غیرشفاف باقی می ماند، چون که دیواره های سلولی، نور را به علت هوای موجود درون سلول ها در مشخصه ای که به نام «ضریب شکست» شناخته می شود، می شکنند.
ازاین رو برای دستیابی به شفافیت، باید این محفظه های هوا را با موادی مانند رزین اپوکسی که نور را به درجه ای مشابه با دیواره های سلولی خم می کنند و چوب را شفاف می کنند، پر کرد.
خواص متنوع
تیم های تحقیقاتی حالا چوب شفاف که یک ماده ساختمانی با انرژی کارآمد و جمع آوری کننده نور است، بوجود آورده اند. آنها برای ساخت آن دو مرحله اصلی را دنبال می کنند: حذف لیگنین که نور را جذب می کند و پر کردن چوب با یک اپوکسی پلیمری مانند که با ضریب شکست مطابقت دارد.
این چوب شفاف حدود ۸۰ درصد مه نوری(معیار نور پراکنده) دارد که به بیشتر از ۸۵ درصد نور اجازه عبور می دهد و می تواند بدون ایجاد تابش خیره کننده، نور خورشید را وارد کند که منجر به صرفه جویی در انرژی و روشنایی راحت داخل خانه می شود. این چوب شفاف روشنایی داخل ساختمان را به خوبی تضمین می نماید.
همینطور دارای یکپارچگی مکانیکی قوی(حدود ۱۰۰ مگاپاسکال) است که ضربه را به صورت موثر جذب می کند و در عین حال انعطاف پذیر است و نگرانی های ایمنی را که معمولا در مورد شیشه وجود دارد، برطرف می کند.
علاوه بر این، چوب شفاف بعنوان یک عایق از شیشه پیشی می گیرد و به صورت بالقوه به ساختمان ها در حفظ یا دفع گرما کمک می نماید.
هو و تیمش در کار خود از پلی وینیل الکل(PVA)، پلیمری که معمولاً در چسب و بسته بندی مواد غذایی یافت می شود، برای تزریق درون چوب استفاده کردند. این منجر به ایجاد یک چوب شفاف با سرعت هدایت حرارتی پنج برابر کمتر از شیشه می شود.
برگلوند و تیمش در KTH و موسسه فناوری جورجیا همینطور راهی برای تقلید عملکرد پنجره های هوشمند کشف کردند که قادر به انتقال بین شفافیت و حالت های رنگی برای کنترل دید یا مسدود کردن نور خورشید است.
روش آنها شامل لایه بندی یک پلیمر الکتروکرومیک - با قابلیت تغییر رنگ از راه الکتریسیته - بین لایه های چوب شفاف پوشیده شده با پلیمر الکترودی برای رسانش الکتریسیته بود.
حالا هدف دانشمندان افزایش سازگاری با محیط زیست چوب شفاف با به حداقل رساندن استفاده از مواد شیمیایی مضر و پلیمرهای فسیلی در تولید آن است.
این مطلب را می پسندید؟
(1)
(0)
تازه ترین مطالب مرتبط
نظرات بینندگان در مورد این مطلب