ماده جدید بیومتریال ساخت شده از موز برای ساخت قطعات سبک وزن خودرو و دوچرخه
شبیه به منابع طبیعی فیبر مانند نارگیل، کتان و شاهدانه، موز نیز به عنوان منبعی که دانشمندان برای تولید ماده‌ای بیو-پایه جهت تقویت کامپوزیت‌ها استفاده کرده‌اند، بررسی شده است.
این تحقیق توسط سیستم دانشگاه مین، آزمایشگاه ملی اوک ریج (ORNL) و دانشگاه تنسی، ناکسویل به عنوان بخشی از یک ابتکار تحقیقاتی در مقطع کارشناسی انجام شده است.
دانشجویان تحقیقاتی این ماده موزی را تحت نظارت کیت کلارکسون و امبر هاببارد، اعضای گروه فناوری‌های تولید پایدار ORNL، توسعه دادند.
کاربرد ماده موزی توسط گروه فناوری‌های تولید پایدار توسعه یافته است.
ماده بیومتریال موزی تجدیدپذیر و زیست‌تخریب‌پذیر است
هدف این بود که وابستگی به مواد سنتی مانند فیبر شیشه‌ای، فیبر کربنی یا آلیاژ‌های فلزی که می‌توانند مصرف منابع بیشتری داشته باشند و اثری کربنی قابل توجهی داشته باشند، کاهش یابد.
ماده بیومتریال موزی جدید قابل تجدید، زیست‌تخریب‌پذیر و احتمالاً کمتر انرژی‌بر برای پردازش است.
“ما در یک تابستان تمام مراحل یک پروژه تحقیقاتی را طی کردیم،” اظهار کرد اما دریک، دانشجوی رشته شیمی در دانشگاه آبرن که سال گذشته توسط هاببارد راهنمایی شده بود.
“من توانستم یک سری تجربیات واقعاً جالب داشته باشم هم در خصوص تکنیک‌های تحلیلی و هم میزان تغییرات شیمیایی آن‌ها.”
کاربردهای پتانسیل ماده پایدار می‌تواند به عنوان تقویت کننده کامپوزیت در قطعات خودرو، قطعات دوچرخه و دیگر اجزای ساختاری استفاده شود.
این ماده قطعاتی سبک و در عین حال قوی برای وسایل نقلیه، حتی پانل‌های داخلی و دیگر بخش‌های سازه‌ای فراهم می‌آورد.
فیبر موزی برای قطعه دوچرخه
“واقعاً انتظارش را ندارید وقتی به درخت موز نگاه می‌کنید،” می‌گوید بریانا گریر، کارآموز تحقیقاتی کارشناسی در آزمایشگاه ملی اوک ریج در تابستان 2023.
“شما فقط به آن به عنوان یک قطعه دوچرخه فکر نمی‌کنید،” او بیان کرد.
فیبر عمدتاً از ساقه یا تنه گیاه موز استخراج می‌شود. آن‌ها تمیز و خشک شده و سپس به صورت دسته‌فیبرها تبدیل می‌شوند.
چون موزها نرم هستند، به‌ویژه در حالت رسیده، بنابراین سخت‌تر است که از آن‌ها فیبر برای تقویت کامپوزیت‌ها ساخت ولی درختان موز سخت و شامل فیبرهای طولانی و محکم هستند که می‌توانند قدرت ماده را افزایش دهند.
ماده توسعه‌یافته تحت برنامه همکاری مواد و تولید پایدار برای فناوری‌های تجدیدپذیر، یا SM2ART، شکل گرفته است. این بخشی از یک تلاش مشترک بین تأسیسات نمایشی تولید ORNL و دانشگاه مین، با حمایت مالی دفتر فناوری‌های مواد و ساخت پیشرفته DOE است.
هاببارد توضیح داد که هدف اساساً توسعه مهارت‌ها و تجربه آن‌ها در کار با مواد بیوپایه، تولید افزودنی و دیجیتالی‌سازی برای تولید پایدار است.
“هدف این است که دانشجویان را از سراسر کشور بیاوریم و تجربیات اینجا در ORNL یا دانشگاه مین را به آن‌ها بدهیم،” او اضافه کرد.
دریک روی شیمی ماده کار کرد و تغییرات سطحی در سلولز ایجاد کرد.
“من تا به حال واقعاً یک پرزنتیشن رسمی در چنین محیطی نکرده بودم، بنابراین به‌دست آوردن این تجربه خیلی مفید بود،” او گفت.
بر اساس این بیانیه، هدف کاهش جذب آب بود زیرا جذب آب بر خواص و عملکرد فیبر تاثیر می‌گذارد.
محققان موفق شدند “چرخ دوچرخه تقویت شده با فیبر موز” تولید کنند.
