Gustavo Raskosky/Rice University
Пробив в улавянето на въглерод.
Въпреки че дървесината е възобновяем ресурс, отнема години, за да израстне отново, докато човешката дейност вече опустошава горите. Една по-устойчива алтернатива, направена от по-малки парчета дърво, свързани заедно, наречена инженерно дърво, използва по-малко материал от масивното дърво.
Инженерната дървесина се очертава като устойчива и екологична алтернатива на традиционните строителни материали. Тази дървесина обаче е склонна към изкривяване и влошаване на структурната цялост, което намалява продължителността ѝ на живот.
Учени от университета Райс, Тексас, сега са разработили специална дървесина, която е по-здрава от естествения си аналог и помага за намаляване на въглеродните емисии чрез поглъщане на въглероден диоксид (CO2) от околния въздух.
Многоосова стратегия отгоре надолу
Борбата на хората срещу изменението на климата изисква разработването на интегрирани концепции, които обновяват текущите процеси, като ги правят устойчиви.
Изследователите от университета Райс са разгледали многоосово проблемите с издръжливостта на инженерната дървесина и емисиите на въглероден диоксид чрез разработване на специална дървесина, напоена с материал със силен афинитет към CO2.
При подход отгоре надолу екипът делигнизира дървото; части от дървото, които му придават цвят, са отстранени, като по този начин се създава йерархична, пореста структура. След това порестата структура се запълва чрез накисване в разтвор, съдържащ микрочастици от високоефективен абсорбиращ материал, наречен Metal-Organic Framework (MOF).
MOF притежава силен афинитет към молекулите на въглеродния диоксид. Избраният MOF, Calgary framework 20 (CALF-20), превъзхожда своите колеги по отношение на ниво на производителност и гъвкавост при различни условия на околната среда.
Следването на подхода отгоре надолу позволява на изследователите да създадат структура, която имитира точно естествената структура на дървото, като същевременно улеснява вливането на материала в цялата структура. Резултатът е функционална дървена структура, която улавя и задържа CO2 с висока селективност спрямо азота и водните пари.
По-опростен и екологичен процес
При липсата на екологични и устойчиви материали за улавяне на CO2, новата подобрена дървесна структура може да се използва като гъвкава опора за разполагане на материали за улавяне на CO2 в различни приложения.
„Нашият процес е по-прост и „по-екологичен“ по отношение както на използваните вещества, така и на страничните продукти от обработката“, казва Мухамад Рехман, професор по материалознание и наноинженерство в университета Райс.
Екипът вярва, че този нов вид дървесина, която може лесно да бъде произведена с помощта на съществуващите технологии, може да се използва в широк спектър от приложения, от строителство до производство на мебели, като екологична алтернатива на традиционните материали.
Екипът планира да определи процесите на секвестиране и да извърши подробен икономически анализ, за да разбере мащабируемостта и търговската жизнеспособност на новия материал.
Изследването е публикувано в списанието Cell Reports Physical Science.
Източник: InterestingEngineering
