کاغذي به سختي فولاد

پاره کردن کاغذ ديگر کار ساده اي نيست زيرا با تلاش محققان نوع جديدي از کاغذ توليد شده که حتي از آهن هم سخت تر است.

اين "نانو کاغذ" که از استحکام فوق العاده اي برخوردار است از يک ماده طبيعي ساخته شده است که در کاغز معمولي هم وجود دارد. سلولز، که اصلي ترين جزء تشکيل دهنده ديواره سلولي گياهان و فراوان ترين ترکيب حياتي روي زمين است در استحکام بخشيدن به اين کاغذ تاثير بسيار زيادي دارد.

در ديواره هاي سلولي گياهان، مولکول هاي سلولز با پيوند خوردن به يکديگر فيبرهايي با قطر 20 نانومتر توليد مي کنند که حدودا 5 هزار با از موي انسان باريک تر هستند. اين فيبرها با اتصال به يکديگر شبکه مستحکمي را تشکيل مي دهند که در ساختار ديواره هاي سلولي به کار مي رود.

نانوفيبرهاي سلولز که ابعاد در حد نانو، استقامت بالا و سختي زياد از ويژگي هاي آنها است، عامل اصلي استحکام سلول هاي گياهي محسوب مي شود. در روش قديمي توليد کاغذ، فرآيند مکانيکي تبديل خمير چوب به کاغذ به گونه اي بود که فيبرهاي تشکيل دهنده سلولز را به طور کامل از بين مي برد و بدين ترتيب استحکام کاغذ به ميزان قابل توجهي پايين مي آمد.

در روش جديد ابتدا با اضافه کردن آنزيم هايي به خمير چوب و سپس ضربه زدن با يک وسيله مکانيکي، آنرا به اجزاي بسيار کوچک تجزيه مي کنند. بدين صورت سلولز به فيبرهاي تشکيل دهنده اش تجزيه مي شود و در نهايت فيبرهاي سلولز که به صورت معلق در آل قرار دارند به دست مي آيد. بعد از خشک کردن آب، فيبرها با يکديگر پيوند هيدروژني و شبکه بسيار مستحکمي را تشکيل مي دهند که در واقع همان ورقه نانوکاغذ است.

مقاومت کششي اين نانو کاغذ حدود 214 مگاپاسکال ارزيابي شده است که از آهن مستحکم تر و تقريبا در حدود فولاد است. جالب است بدانيد که مقاومت کششي کاغذ معمولي کمتر از يک مگاپاسکال است.

راز استحکام نانو کاغذ فقط در آسيب نديدن فيبرهاي سلولز نيست، بلکه نحوه چيده شدن آنها در کنار يکديگر براي توليد شبکه نيز بسيار تاثيرگذار است. با وجود پيوندهاي بسيار قوي بين فيبرها، آنها به آساني روي يکديگر مي لغزند تا بتوانند فشار ناشي از کشش ها و نيروهاي وارد شده به نانوکاغذ را به خوبي تحمل کنند.

منبع:روزنامه ايران