Uus nanopaber on tugevam kui rauasulam

17. juuni 2008, 14:53

Teadlased lõid paberi, mis on tugevam kui
malm, lõhkudes puidumassi tselluloosist nanokiududeks ning moodustades saadud
kiududest läbipõimunud poorse materjali.

Nanopaber on tavalisest paberist seitse korda tugevam ning kolm korda venivam. Sellest saaks valmistada vastupidavaid pakkematerjale, filtreid, membraane või isegi autode ja lennukite juppe, kirjutas Technology Review.

„Puitu on rohkesti ning seega saaks selliseid nanokiude toota suurtes kogustes,” ütles Stockholmi kuningliku tehnoloogiainstituudi teadlane Lars Berglund, kes oli üks uue materjali loojatest. Tselluloos, glükoosi ühikutest koosnev tihe ahel, on kõige levinum looduslik polümeer: sellest koosneb näiteks 90 protsenti puuvillast ning pool puidust. Taimede rakukestad koosnevad paljudest tselluloosiahelatest, mis on seotud 5-10 nanomeetrise läbimõõduga kimpudesse.

Tavalise paberi tegemiseks kuumutakse puidutükke kemikaalidega või rõhu all. Seejärel moodustatakse kokkukleepunud 30-mikromeetri paksustest tselluloosikiududest paber. Uus nanopaber koosneb aga palju õhematest 10-40 nanomeetrise läbimõõduga kiududest.

Individuaalsete nanokiudude hapnikumolekulid kinnituvad tugevasti teiste kiudude hüdroksüülrühmade külge. Isegi kui tugeva löögiga suudetakse lõhkuda mõned kiudude vahelised sidemed, ei suudeta niisama kergesti lõhkuda kogu materjali. Nanopaber kannatab enne purunemist välja rohkem kui kaks kolmandikku tugevama jõu kui malm.

Paberi venivus tuleneb nanokiudude vahel olevatest pooridest. Kui nanopaberit venitatakse, on kiududel üksteise suhtes libisemiseks piisavalt ruumi. „Seda võib venitada kuni 10 protsendi ulatuses,” ütles Berglund. „Tavaline paber rebeneb juba 3-4 protsendilise venitamise tagajärjel.”

Nanopaberi valmistamiseks töötlesid Berglund ja tema kolleegid puidumassi kõigepealt ensüümide ja mehaanilise jõuga. Selle tulemusena lõhuti puit tselluloosist mikrokiududeks. Seejärel töödeldi saadud massi seadmega, milles mass suruti kõrge rõhu ja suure kiirusega läbi imepeenikeste kanalite, et luua ühtlane nanokiudude vesilahus. Lõpuks suruti saadud lahus läbi filtri, millest väljunud geelist pressiti 100-mikromeetri paksused paberilehed.

Rootslaste uurimus on osaks laiemast uurimisteemast, mille eesmärgiks on luua nanomaterjalidega segatud polümeere, näiteks savi nanoosakesi, süsinikust nanotorukesi või grafeeni. Võrreldes süsinikust nanotorukestega on tselluloos odav ja laialt levinud ning pärineb taastuvatest allikatest.

Äripäev http://www.aripaev.ee/img/id-aripaev.svg
27. June 2008, 11:01
Otsi:

Ava täpsem otsing