تهران - پژوهشگران فنلاندي بافتي از جنس نانوسلولز توليد كرده‌اند كه ويژگي‌هاي مكانيكي فوق‌العاده‌اي دارد. به ادعاي اين پژوهشگران، با استفاده از اين بافت مي‌توان قايق‌هايي ساخت كه تنها نيم كيلوگرم وزن دارند، اما مي‌توانند حدود ۵۰۰ كيلوگرم بار حمل كنند.
آيا مي‌توان قايقي نيم كيلوگرمي ساخت كه ۵۰۰ كيلوگرم بار حمل كند. آيا مي‌توان تلويزيوني توليد كرد كه صفحه نمايش آن به ضخامت كاغذ ديواري باشد و روي ديوار نصب شود. نانوسلولز قرار است به همه اين رؤياها جامه عمل بپوشاند.
كمپاني فورد آمريكا قصد دارد در سال‌هاي آينده تا ۴۰۰ كيلوگرم از وزن خودرو هايش بكاهد. اين خودروسازي در اين مسير از الياف نانوسلولزي استفاده خواهد كرد.
نانو سلولز نوعي پليمر طبيعي با خواص تخريب‌پذيري زيستي و قابل بازيافت است. براي توليد آن سلولز به ذراتي ريز (در ابعاد نانو) و تحت فشار بالا به نانوكريستال تبديل مي‌شوند. توليدكنندگان، محصول به دست آمده را به‌صورت دلخواه روي هم مي‌گذارند و بافت مورد نظر را شكل مي‌دهند.
از بافت‌هاي نانوسلولزي همچنين مي‌توان فيلتر ساخت؛ فيلترهايي كه يا در سيگار به كار مي‌روند يا در دستگاه‌هاي آب‌شيرين‌كن براي حذف املاح موجود در آب دريا.
بافت‌هاي نانوسلولزي اين قابليت را دارند كه در آينده در كنار الياف كربن به يك ابرماده تبديل شوند. در حال حاضر از بافت‌هاي بسيار سبك اما فوق مقاوم ساخته‌شده از الياف كربن، از جمله در صنايع خودروسازي و هواپيماسازي استفاده مي‌شود.
بافت نانوسلولزي مقاومت كششي بيشتر از كِولار دارد، از كاغذ نازك‌تر است و مي‌تواند در شرايط خاص رساناي جريان الكتريكي باشد. كولار نوعي الياف مصنوعي است كه نسبت استحكام به وزن آن بسيار بالاست. اين الياف با وزن يكسان، ۵ برابر فولاد مقاومت كششي دارند.

توليد الياف نانوسلولزي

سلولز به وفور در دسترس است. توليدكنندگان براي رسيدن به ويژگي‌هاي الياف نانوسلولزي مثلا به سراغ پوست درختان مي‌روند؛ بافت آن را مي‌شكافند تا به الياف بسيار ريز (در مقياس نانو) برسند. براي اين كار دستگاه‌هاي مختلف و مواد شيميايي متفاوتي لازم است. اين فرايند نه‌تنها به انرژي نياز دارد، بلكه به الياف‌ها هم آسيب مي‌رساند.
براي توليد الياف نانوسلولزي راه‌هاي ديگري هم وجود دارد؛ مثلا به كمك باكتري‌ها. باكتري‌ها و مخمرهايي كه از انگور سركه مي‌سازند يا حتي قارچ كامبوچا در اين‌جا به كمك پژوهشگران مي‌آيند. اين باكتري‌ها براي تخمير به مقدار بسيار زيادي افزودني از جمله شكر و مايعات و همچنين منبع‌هاي عظيم نگهداري مايعات نياز دارند.
در اين ميان محققان دانشگاه تگزاس آمريكا راه‌حلي يافته‌اند كه با استفاده از آن بافت‌هاي پركاربرد نانوسلولزي را ساده‌تر و كم‌هزينه‌تر مي‌توان توليد كرد.
به نوشته پايگاه اينترنتي دي‌ولت، پژوهشگران براي اين كار ساختار ژنتيكي جلبك‌ها را با استفاده از دي‌ان‌اي (DNA) باكتري‌هاي سركه تغيير مي‌دهند. جلبك‌هاي تغييريافته براي توليد الياف نانوسلولز به كارگرفته مي‌شوند.
اين روش مزيت‌هاي فراواني دارد؛ از جمله اين‌كه مواد مورد نياز – آب و نور خورشيد براي پرورش جلبك – به اندازه كافي وجود دارد. علاوه بر اين، جلبك‌ها دي‌اكسيد كربن را هم جذب مي‌كنند. اين ماده يكي از تركيبات اصلي است كه ورود آن به جو تأثير بسزايي در تشديد پديده گرمايش زمين دارد.

كاربرد صنعتي

توليد الياف نانو سلولزي به كمك جلبك‌ها در حال حاضر از مقياس آزمايشگاهي خارج شده و در حوزه صنعت تحت بررسي است. پيش‌بيني مي‌شود در ۵ تا ۱۰ سال آينده توليد اين الياف در مقياس وسيع انجام شود. يك شركت لهستاني تلاش مي‌كند تا پايان سال جاري (۲۰۱۳) با روش‌هاي معمول (شيميايي) الياف نانوسلولزي را به توليد انبوه برساند.
در توليد تقريبا هر محصولي مي‌توان از الياف نانوسلولزي استفاده كرد سرپرست تيم مطالعاتي دانشگاه تكزاس كه بر روي توليد الياف به كمك جلبك‌ها كار مي‌كند، مي‌گويد با استفاده از اين روش «توليد مقرون به صرفه‌ي الياف نانو سلولز در مقياس انبوه» امكان‌پذير مي‌شود و بدين ترتيب ماده خامي «براي توليد ديرپاي سوخت‌هاي زيستي و بسياري محصولات ديگر» به دست مي‌آيد.
به عنوان مثال مي‌توان با استفاده از الياف يادشده جليقه‌هاي ضدگلوله بسيار سبك و در عين حال فوق‌العاده مقاوم توليد كرد. الياف بسيار ريز سلولزي را مي‌توان چنان فشرده در كنار هم چيد كه گلوله نتواند ساختار نهايي الياف را بدرد. با توجه به ساختار فوق‌العاده فشرده اين الياف، مي‌توان از آن براي عايق‌بندي ساختمان‌ها نيز استفاده كرد.

امكان توليد ايمپلنت؟

الياف نانوسلولزي با توجه به بافت متخلخل، جاذب بسيار خوب مايعات است. بدين ترتيب مي‌توان با اين الياف، تامپون يا چسب زخم و گاز استريل با قابليت جذب بسيار زياد مايعات توليد كرد.
با اين حساب نيازي به تعويض زودهنگام پانسمان زخم نيست. اين ويژگي در بخش سوانح سوختگي بيمارستان‌ها كه در آنها تعويض پانسمان اندام سوخته با درد و سوزش بسيار شديد همراه است، كاربرد فراواني خواهد داشت.
علاوه بر اين، بافت الياف نانو سلولزي شباهت فراواني به بافت اندام بدن دارد. با توجه به اين نكته پژوهشگران دانشگاه يِنا در آلمان آزمايش‌هاي حيواني را آغاز كرده‌اند تا ببينند آيا مي‌توان از اين الياف براي توليد درون‌كاشت‌ها (ايمپلنت) استفاده كرد.
از بافت‌هاي نانوسلولزي حتي مي‌توان به جاي كاغذ استفاده كرد؛ البته اگر حجم توليد به حد مصرف كنوني كاغذ برسد.
افزودن قابليت رسانايي به بافت‌هاي نانوسلولزي دريچه ديگري را به روي محققان صنعتي مي‌گشايد. به‌عنوان مثال مي‌توان شيشه يا پلاستيك را از صفحه نمايش تلويزيون يا كامپيوتر حذف كرد و نمايشگرهايي انعطاف‌پذير به ضخامت پوست ساخت.

پايونير، توليدكننده ژاپني دستگاه‌هاي صوتي و تصويري، بر همين اساس روي تلويزيوني كار مي‌كند كه نمايشگر آن را مي‌توان مانند كاغذ ديواري روي ديوار نصب كرد.
منبع: ایرنا