چوبی که ۱۰ برابر قویتر از فولاد است
پروژه آسان: استواری این چوب ساخته دست مهندسان، حدود 10 برابر فولاد است، ولی حدود شش برابر سبک تر از نمونه مشابه فولادی اش وزن دارد.
غزال زیاری: یک شرکت آمریکایی اخیراً موفق به تولید نوع جدیدی از چوب شده که طبق ادعای این شرکت، گرچه نسبت استواری آن به وزنش حدود ۱۰ برابر فولاد است، ولی حدود شش برابر سبک تر از نمونه مشابه فولادی اش وزن دارد.
شرکت InventWood این ابرچوب را تولید و بعنوان یک محصول تجاری به بازار عرضه نموده است.
حدود ده سال پیش، لیانجبینگ هو، دانشمند مواد و یکی از بنیان گذاران این شرکت، مأمور شد تا یکی از قدیمی ترین مصالح ساختمانی بشر را بازآفرینی کند. او زمانیکه در مرکز نوآوری مواد دانشگاه مریلند کار می کرد، به روش های نوآورانه ای برای مهندسی مجدد چوب دست پیداکرد و با حذف قسمتی از لیگنین (ترکیبی پلیمری که عامل رنگ و قسمتی از قدرت چوب است) موفق شد تا چوب شفاف بسازد.
البته هدف اصلی او از این آزمایش ها این بود که به چوب مقاوم تری برسد و بگفته خودش، با بهره گیری از سلولز بعنوان اصلی ترین مؤلفهٔ فیبر گیاهی و متداول ترین بیوپلیمر روی زمین به دنبال تحقق این هدف بود.
اولین گام بزرگ
اولین موفقیت بزرگ هو در سال ۲۰۱۷ رقم خورد؛ در آن سال، او چوب معمولی را با فرآوری شیمیایی تقویت کرد و موفق شد با پیشرفت ساختار سلولزی چوب، آنرا به ماده بهتری برای ساخت وساز تبدیل کند.
در این فرایند، ابتدا چوب در محلول آبی و مواد شیمیایی انتخاب شده جوشانده و در ادامه بصورت گرمایی پرس شد تا در سطح سلولی فشرده شود. در انتها این فرایند هفت روزه، نسبت استواری به وزن چوب بیش از اغلب فلزات و آلیاژهای سازه ای شده بود.
اما حالا، هو و همکارانش پس از سال ها بهینه سازی فرایند، موفق شده اند تا علاوه بر حق ثبت بالاتر از ۱۴۰ اختراع، این ابرچوب را به مرحلهٔ تجاری برسانند.
الکس لاو، مدیرعامل InventWood درباره ی این ابرچوب توضیح داد: «از نظر شیمیایی و عملی، این یک چوب است؛ اما با به کارگیری آن در ساختمان ها، این امکان فراهم می شود که سازه تا چهار برابر سبک تر از یک سازه امروزی باشد؛ یعنی بدین ترتیب مقاومت سازه ها در مقابل زلزله بهتر شده، بار بر پی ها کمتر می شود و ساخت وساز سریع تر و ساده تر خواهد شد. ظاهر این ابرچوب، دقیقاً مثل چوب است و زمانیکه آنرا آزمایش می کنید، رفتاری دقیقاً مشابه با چوب دارد؛ فقط در تمام جنبه هایی که ما آزمایش کرده ایم بسیار قوی تر و بهتر است.»
رقابت با فولاد؟
طبق گفته لاو، تولید این ابرچوب در کارخانه ای در مریلند آمریکا به انجام می رسد و زمان تولید آن به مراتب کمتر از قبل شده است؛ هرچند که طبیعتاً زمان خواهد برد تا مقیاس پذیری آن به سطح صنعتی برسد.
تمرکز فعلی مسؤلان این شرکت بر روی تولید ابرچوب جهت استفاده های بیرونی ازجمله روکش و پوشش خارجی است و از سال آینده برای تولید این ابرچوب به منظور استفاده در کاربردهای داخلی مثل دیوارپوش، کف پوش و مبلمان دست به کار خواهند شد.
لاو در اینباره اضافه کرد: «مردم همیشه از این که در گذر زمان، مبلمانشان می شکند، شکایت دارند؛ اغلب این شکستگی ها به خاطر فرو رفتن یا شکست اتصالات است. هم اکنون بیشتر اتصالات فلزی هستند؛ چون چوب به تنهایی نمی تواند اتصالات مقاومی ایجاد کند؛ اما ابرچوب می تواند جایگزین این قطعات فلزی و حتی پیچ، میخ و سایر اتصال دهنده های فلزی شود.»
او پیش بینی می کند که دیر یا زود امکان دارد شاهد ساختن یک ساختمان کامل با ابرچوب باشیم؛ هرچند که تحقق این رؤیا، نیازمند آزمایش های بیشتری است.
روند انجام این فرایند، شبیه آزمایش اولیهٔ هو است؛ بدین ترتیب که تقویت چوب با فرآیندی شیمیایی به انجام می رسد که این فرایند، منجر به تغییر ساختار سلولز خواهد شد و در مرحله بعد، چوب بدون آن که به حالت اولیه بازگردد، به شدت فشرده می شود.
لاو در پاسخ به این پرسش که در این فرایند از چه نوع چوبی میتوان استفاده کرد، اظهار داشت: «بر روی کاغذ، ما می توانیم از هر نوع چوبی استفاده کنیم؛ در عمل، ما ۱۹ نوع گونه مختلف چوب و بامبو را آزمایش کردیم و نتیجه همه این آزمایش ها رضایت بخش بوده است.»
طبق اعلام این شرکت، ابرچوب تولیدی آنها تا ۲۰ برابر قویتر از چوب معمولی و تا ۱۰ برابر مقاوم تر در مقابل فرورفتگی است؛ چونکه آنها ساختار متخلخل طبیعی چوب را فشرده و مشکل تر کرده اند و همین مساله، ابرچوب را در مقابل قارچ و حشرات مقاوم تر می کند و درعین حال در آزمون های استاندارد مقاومت در مقابل حریق، بالاترین رتبه را ممکن را به دست آورده اند. هم اکنون، قیمت ابرچوب بالاتر از چوب معمولی است و درعین حال ردپای کربنی تولید آن بیشتر است؛ اما براساس گفته ی لاو، میزان انتشار کربن ابرچوب، حدود ۹۰% کمتر از تولید فولاد است.
لاو در بخش دیگری از صحبت هایش به این نکته اشاره نمود که هدف شرکتش این نیست که قیمت ابرچوب ارزان تر از چوب باشد، بلکه آنها درنظر دارند با مقیاس پذیر شدن تولید، بتوانند با فولاد به رقابت بپردازند.
استفاده از چوب مهندسی شده در ساخت و ساز
گرچه در دنیای مصالح ساخت وساز، میتوان انواع دیگری از چوب های مهندسی شده را مشاهده کرد؛ اما شرکت InventWood بر این امر تأکید دارد که این چوب های مهندسی شده، صرفا قطعات چوبی هستند که با چسب به هم چسبانده شده اند، نه مثل ابرچوب که در واقع چوبی است که در مقیاس مولکولی تغییریافته است.
در سالیان اخیر ساخت سازه های چوبی در سراسر جهان رونق گرفته و حتی برای ساخت آسمان خراش ها هم از چوب استفاده می شود. هم اکنون Ascent MKE با ارتفاع ۸۷ متر در شهر میلواکی عنوان بلندترین برج چوبی جهان را در اختیار دارد و قرار بر این است که به زودی ساخت برج بلندتری به ارتفاع ۱۸۳ متر در این شهر آغاز شود.
البته نباید فراموش کرد که بتن همچنان پرمصرف ترین ماده ساخت وساز در جهان به حساب می آید. گرچه تولید بتن در سالیان اخیر به ثبات رسیده، اما حدودا ۷٪ از انتشار کربن جهانی را به خود مختص کرده است.
فیلیپ اولدفیلد، پروفسور معماری و رئیس دانشکده محیط ساخت دانشگاه نیو ساوت ولز، ضمن اشاره به مزایای استفاده از چوب در ساخت وساز توضیح داد: «چوب مزایای زیست محیطی بیشتری نسبت به بسیاری دیگر از مصالح دارد؛ چونکه فرایند تولید آن کمتر فشرده است و چوب بوسیله زیست توده اش، CO₂ را ذخیره می کند. درعین حال میتوان محصولات چوبی را بعنوان سیستم ذخیرهٔ طولانی مدت کربن درنظر گرفت و ساخت وساز با چوب امکان دارد سبب شود شهرهای ما انتشار کربن در ساختمان ها را برای دوره های طولانی قفل کنند.»
او در ادامه صحبت هایش اظهار داشت: «در حال حاضر محصولات چوب مهندسی شده موجود، با فولاد و بتن رقابت می کنند. آن چه مانع پیشروی ساخت وساز بیشتر ساختمان های چوبی می شود، نبود استواری و قدرت بیشتر نیست؛ بلکه صنعت ساخت وساز، محافظه کار است و تغییر در آن با سرعت پایینی اعمال می شود. برای آن که بتوان بیش از چوب در سازه ها بهره برد، به آموزش بهتر، پروژه های آزمایشی و چارچوب های نظارتی بهبود یافته نیاز داریم؛ اما محصولات چوبی قوی مثل ابرچوب این امکان را برای معماران فراهم خواهد نمود تا بتوانند دهانه های بزرگ تر و پوشش های بادوام تری با چوب خلق کنند که اساسا سودمند خواهد بود و همین کار سبب بالا رفتن میزان پذیرش در میان افراد خواهد شد.»
منبع: CNN
البته هدف اصلی او از این آزمایش ها این بود که به چوب مقاوم تری برسد و بگفته خودش، با سودجستن از سلولز به عنوان اصلی ترین مؤلفهٔ فیبر گیاهی و متداول ترین بیوپلیمر روی زمین به دنبال تحقق این هدف بود. هم اینک بیشتر اتصالات فلزی هستند؛ چون چوب به تنهایی نمی تواند اتصالات مقاومی ایجاد کند؛ اما ابرچوب می تواند جایگزین این قطعات فلزی و حتی پیچ، میخ و سایر اتصال دهنده های فلزی شود. هم اینک Ascent MKE با ارتفاع ۸۷ متر در شهر میلواکی عنوان بلندترین برج چوبی جهان را در اختیار دارد و قرار بر اینست که بزودی ساخت برج بلندتری به ارتفاع ۱۸۳ متر در این شهر آغاز شود.
منبع: ezproject.ir
این مطلب پروژه آسان را پسندیدید؟
(1)
(0)
تازه ترین مطالب مرتبط
نظرات بینندگان در مورد این مطلب