Aero żel wykonany z odpadu konopi ?

Czas czytania: 3 minut

Niemieccy i francuscy naukowcy badają nowe sposoby ekstrakcji celulozy z odpadowych włókien konopnych, w celu wytworzenia aero żeli, zaawansowanych technologicznie materiałów, które mają szeroki zakres zastosowań przemysłowych. Jakich ?

Aerożel to materiał będący rodzajem sztywnej piany o wyjątkowo małej gęstości. Na jego masę składa się w 90-99,8% powietrze, resztę stanowi porowaty materiał tworzący jego strukturę.

Pierwsze aerożele, mające tendencję do zapadania się, otrzymał Samuel Stephens Kistler w 1931, jednak bardzo długo nie znalazły one żadnego praktycznego zastosowania i zostały w dużym stopniu zapomniane.

Mogą być stosowane w superkondensatorach, bateriach, jako wysokotemperaturowy materiał izolacyjny. Solidny, ale porowaty materiał posiada niską przewodność cieplną.

NASA używa aerożeli do izolacji w pojazdach startowych i wahadłowych, sprzętu podtrzymującego życie, stanowisk do testowania silników rakietowych oraz izolacji dłoni i stóp dla astronautów. Zastosowania komercyjne obejmują izolację rur, konstrukcje, urządzenia i sprzęt chłodniczy oraz samochody, a także odzież.

Chociaż w przeszłości aerożele były wytwarzane z wysoce zanieczyszczającej materii nieorganicznej, takiej jak krzemionka lub tlenek glinu, badania mają na celu przyspieszenie ich rozwoju z bardziej przyjaznych dla środowiska polimerów organicznych i węgla.

Kto wynalazł pierwszy aerożel ?

Pierwsze Aero żele, mające tendencję do zapadania się, otrzymał amerykański naukowiec Samuel Stephens Kistler już w 1931 roku, jednak bardzo długo nie znalazły one żadnego praktycznego zastosowania i zostały w dużym stopniu zapomniane.

Współcześnie stworzony aerożel powstał na Uniwersytecie Oklahoma w USA, a jego twórcą był Bing Fung wraz z grupą kolegów.
Blok z celulozy o boku równym 2,5 cm waży niecały 1 gram, ponieważ jego strukturę w 99,8 procent objętości stanowi powietrze. Mimo tego, taki blok z aerożelu może wytrzymać nacisk ciężaru 4 tysięcy razy większego od własnej masy.

W terminologii chemicznej nazywane są aerożelami, ponieważ głównym ich składnikiem, oprócz tworzywa nośnego, jest powietrze, przypominają więc trochę popularny pumeks.

Oprócz swojej lekkości i twardości, tworzywo odznacza się doskonałymi właściwościami izolacyjnymi, co wróży mu świetlaną przyszłość w inżynierii budowlanej, lotniczej i oczywiście kosmicznej.

Fizyk Peter Tsou z Jet Propulsion Laboratory NASA prezentuje kostkę z aerożelu

Co wspólnego z aero żelem mają konopie ?

Dotychczasowe badania wykazały, że aero żele produkowane z celulozy ekstrahowanej z konopi w postaci kulek, arkuszy i cylindrycznych monolitów są tak samo wydajne, jak te otrzymywane z komercyjnej przemysłowej celulozy, według Costy.

Jaki ma swój udział w tym programie badawczym konopie ?

Przede wszystkim celuloza, która stanowi 65%-75% biochemicznego składu włókien konopnych, jest szczególnie interesująca ze względu na jej obfitość, biokompatybilność i ponieważ można ją uzyskać z zasobów odpadowych, powiedział Costa.

„Obecne metody opracowywania aerożeli na bazie celulozy konopnej są nadal czasochłonne” – powiedział Costa. „Ich skalowanie musi zostać zoptymalizowane i należy wziąć pod uwagę wiele innych czynników, między innymi odporność na wilgoć, aktywność drobnoustrojów i spalanie” – powiedział.

Skan z mikroskopu elektronowego wychwytuje kulkę aerożelu z celulozy ekstrahowanej z konopi. (Niemieckie Centrum Lotnicze)

Oprócz badania potencjału niskiej jakości włókien konopnych pozostałych po przetwarzaniu łodyg jako podstawy nowej klasy niezanieczyszczających bio aero żeli, Costa bada również, jak zwiększyć produkcję i komercjalizować takie produkty. To kluczowe wyzwania.

Bardzo ciekawe badania, które świadczą o tym jakie możliwości ma roślina konopi. Niedługo zajmiemy się plastikiem, który można wyprodukować np. z odpadów po ekstrakcji konopi.

Zapraszamy na pozostałe wpisy odnośnie rośliny konopi.