کشف غیرمنتظره ای در دانشگاه استنفورد خواص ماده ای که با قرار گرفتن در معرض شعله تغییر شکل می دهد را آشکار ساخت.
به گزارش تکناک،این یافته جدید یک نوع پوشش اسپری مانند است که می تواند خانه ها را در برابر آتش سوزی تا بیش از چهار برابر محلول های فعلی محافظت کند.
در سال 2019، تیمی از محققان دانشگاه استنفورد به رهبری اریک آپل، استاد در رشته مهندسی مواد، هیدروژلی ساختند که میتوان آن را روی پوشش گیاهی اعمال کرد تا در برابر آتشسوزیهای جنگلی محافظتی طولانیمدت ایجاد کند. در یک مطالعه جدید، پس از سال ها پالایش مواد، آپل و تیمش تصمیم گرفتند چگونگی تاثیر ژل را بر روی سازه های چوبی بررسی کنند.
در آزمایش های آزمایشگاهی، محققان دریافتند که این امر میسر است. به دلیل سوختن تمام مایع موجود در هیدروژل غنی از آب، سیلیس باقیمانده در ترکیب آن را به شکل فوم آئروژل و مشبک تبدیل کرده و همچنان با پخش گرما از چوب زیرین محافظت می نماید.
آپل گفت: ما سالهاست که با این پلتفرم کار میکنیم. این پیشرفت جدید بینظیر بود زیرا در ابتدا ما تنها رفتار این ژلها را به تنهایی بررسی کردیم، بنابراین فقط مقداری از آن را بر روی چوبی در معرض گرما قرار دادیم. در کمال تعجب چیزی مشاهده کردیم که ژل ها با متورم شدن به آئروژل تبدیل شدند.
برخلاف هیدروژل ها که تا حدودی مواد صمغی غنی شده از آب هستند، آئروژل ها خشک، بادوام و مشبک هستند. آئروژل ها به آجرهای شفاف مستحکم تبدیل شده اند، برای برداشت آب از هوا مورد استفاده قرار می گیرند. همچنین سبکترین ماده عایق صدا نیز می باشند.
علاوه بر آن آئروژل ها دارای مقاومت بالا در برابر حرارت زیاد هستند، بنابراین اغلب در فعالیت های مربوط به اکتشافات فضایی استفاده می شوند. تیم تحقیقاتی آپل با ترکیب آئروژل با هیدروژل به این موضوع پی بردند که ترکیب این دو مقاومتی بیشتر از 7 دقیقه در برابر شعله مستقیم آتش ایجاد می کند، در حالی که ژل های موجود تنها 90 ثانیه مقاومت دارند.
محققان همچنین می گویند که ژل های فعلی مقاوم در برابر آتش حدود 45 دقیقه پس از استفاده خشک و بی فایده می شوند. با این وجود، استفاده از آئروژل سیلیکا در صورت عدم شست و شو تا مدتها باقی میماند، که این پوشش میتواند اقدامی پیشگیرانه در برابر آتشسوزی های جنگلی باشد.
آپل گفت: ژلهای فعلی پس از خشک شدن خواص خود را از دست می دهند. این در حالی است که مواد در موجود در ژل ما هنگامی که در معرض آتش قرار میگیرند تا زمان تبخیر کل آب به محافظت از لایه های دارای ژل ادامه میدهد که پس از اطفای حریق به سادگی پاکسازی می شوند.
آپل همچنین اشاره می کند که ژل های او سازگار با محیط زیست هستند و فقط از موادی تشکیل شده اند که قبلاً برای استفاده توسط جنگلداری ایالات متحده تأیید شده اند و به راحتی توسط میکروب های خاک تجزیه می شود. آپل به طور خلاصه بیان کرد: این محصول هم برای مردم و هم برای محیط زیست ایمن هستند. بدون شک با گذشت زمان شاهد افزایش کیفیت این محصول خواهیم بود، هرچند هم اکنون نیز آمادگی لازم جهت تولید انبوه این محصول در راستای جلوگیری از وقوع آتش سوزی در زیر ساخت های حیاتی را داریم.
این تحقیق در مجله Advanced Materials منتشر شده است.
