محافظت از چوب در برابر پوسيدگي با نانوذرات

محققان دانشگاه صنعتي ميشيگان آمريکا سيستم جديدي مبتني بر فناوري‌نانو ارائه داده‌اند که بر مبناي آن مي‌توان پوسيدگي چوب را به تعويق انداخت. اين سيستم مي‌تواند نگهداري الوارها و صنعت چوب را دچار تحول نمايد.
طبق نظر سازمان محافظت از محيط زيست آمريکا، آرسنات مس کروماته شده (CCA) از سال ۱۹۴۰ به عنوان نگهدارنده چوب مورد استفاده قرار گرفته است. با توجه به اينکه اين ترکيب حاوي آرسنات خطرناک است، در نتيجه استفاده از آن در ايالات متحده از سال ۲۰۰۳ ممنوع شده است.

آفت‌کش‌هاي آلي زنده به عنوان جايگزيني مناسب براي CCA معرفي شده‌اند، ولي مشکل اين دسته از مواد حلاليت کم آنها در آب نسبت به CCA است. براي حل اين مشکل بايد قبل از تزريق به چوب، عوامل سطحي به اين امولسيون اضافه شوند. اما استفاده از عوامل سطحي منجر به کاهش بازده و تضعيف علمکرد آفت‌کش‌ها مي‌شود و در نتيجه مشکلات ديگري را پديد مي‌آورد.

پت هايدن (Pat Heiden)استاديار دانشکده شيمي و پترلاکس (Peter Laks) استاد دانشکده صنايع چوب و جنگلداري دانشگاه ميشيگان ، راه حل مناسبي براي اين مشکل پيشنهاد داده‌اند. راه‌حل آنها استفاده از نانوذرات جامد به جاي امولسيون مواد آلي در تزريق الوارها است.
آنها دانه‌هاي ريزي از ذرات پلي‌وينيل پيريدين و پلي‌وينيل پيريدن همراه استايرن با قطر متوسط

۱۰۰ نانومتر براي اين کار تهيه کردند. در اين روش ابتدا آفت‌کش‌ها را در غلظت‌هاي مختلف، درون يک فاز پليمري جامد قرار مي‌دهند. بعد از اينکه چوب‌ها تحت خلأ استاندارد قرار گرفتند و هوا از آنها خارج شد، سوسپانسيوني شامل نانوذرات (نانوپليمر) حاوي آفت‌کش، به آنها تزريق شده و تا حدود ۱۶ اتمسفر تحت فشار قرار مي‌گيرند. فشار باعث نفوذ سوسپانسيون به درون تخلخل ساختار چوب مي‌شود؛ ميزان نفوذ مي‌تواند با تغيير خواص شيميايي و مساحت سطح پليمر و يا آفت‌کش خاص، کنترل شود.
لاکس و هايدن توانستند با دوز مصرف کم از آفت‌کش، نتيجه مطلوبي به دست آوردند. استفاده از اين روش مشکلات کمي در پي داشت. اين گروه دو قارچ‌کش، که يکي براي چوب‌ها و ديگري، chlorothalonil، براي چمن‌ها استفاده مي‌شود، را آزمايش کردند. اين آفت‌کش به صورت معمول براي چوب استفاده نمي‌شود، ولي به دليل عدم وجود مشکل انحلال در اين روش توانستند از آن استفاده کنند.
کنترل انحلال مواد و ميزان آزادسازي آنها به عنوان نقطه قوت اين روش، محققان را قادر به استفاده از برخي آفت‌کش‌ها مانند brax کرد. لاکس معتقد است که بورات‌ها محافظ‌هاي خوبي براي چوب‌ هستند، آنها در آب به شدت محلولند، بنابراين اگر درون چوب قرار داده و فشرده شوند، هنگام باران آمدن شسته شده و از چوب‌ خارج مي‌شوند و چوب مي‌پوسد. در نتيجه بسيار مهم است که اين آفت‌کش‌هاي ارزان، کارآمد و خيلي ايمن، طول عمر زيادي داشته باشند. هايدن معتقد است اين

روش مشکلات خاصي دارد كه مي‌توان به موانع و هزينه تهيه نانوذرات در مقابل تهيه آسان و ارزان يک محلول يا سوسپانسيون مايع اشاره کرد. سؤالي که اينجا مطرح مي‌شود اين است که آيا مجموع هزينه‌ها در اين روش کاهش خواهد يافت؟ اين مسئله‌اي است که آينده آن را مشخص‌تر مي‌کند.

بر پايه گزارش منتشر شده Cleveland از گروه Freedonia ميزان تقاضاي محافظ‌هاي چوب با ۳/۳ درصد افزايش نسبت به سال ۲۰۰۶، در سال ۲۰۰۹ به مبلغ ۴۷۰ ميليون دلار خواهد رسيد.
با توجه به روند روبه‌رشد تقاضا در صنعت چوب انتظار مي‌رود، رقم فوق‌الذکر نيز افزايش يابد. در اين گزارش آمده است که محافظ‌هاي چوب با پايه آبي تا سال ۲۰۰۹ روند رو به رشدي طي خواهند کرد که دليل آن سازگاري زيست‌محيطي آنها اعلام شده است.
محققان دانشگاه صنعتي ميشيگان آمريکا سيستم جديد مبتني بر فناوري‌نانو ارائه داده‌اند که بر مبناي آن مي‌توان پوسيدگي چوب را به تعويق انداخت. اين سيستم مي‌تواند در نگهداري الوارها و صنعت چوب تحولي ايجاد کند. طبق نظر آژانس محافظت از محيط زيست آمريکا، آرسنات مس کروماته شده ( CCA) از سال ۱۹۴۰ در صنعت چوب به عنوان نگهدارنده چوب مورد استفاده قرار گرفته است. با توجه به اين که اين ترکيب حاوي آرسنات خطرناك است، در نتيجه استفاده از CCA در ايالات متحده از سال ۲۰۰۳ ممنوع گرديده است. آفت‌کش‌هاي آلي زنده به عنوان جايگزيني مناسب براي CCA معرفي شدند ولي مشکل اين دسته از مواد حلاليت کم آنها در آب نسبت به CCA است. براي حل اين مشکل بايد سورفكتانت‌ها به اين امولسيون، قبل از تزريق به چوب، اضافه شوند. اما استفاده از سورفاکتانت‌ها منجر به کاهش بازده و تضعيف علمکرد آفت‌کش‌ها مي‌شود و در نتيجه مشکلات ديگري را پديد مي‌آورد. Pat Heiden استاديار دانشکده شيمي دانشگاه ميشيگان و Peter Lake استاد دانشکده صنايع چوب و جنگلداري اين دانشگاه، راه حل مناسبي براي اين مشکل پيشنهاد داده‌اند. راه‌حل آنها استفاده از نانوذرات جامد به جاي امولسيون مواد آلي در تزريق الوارها مي‌باشد. آنها دانه‌هاي ريزي از ذرات پلي‌وينيل پيريدين و پلي‌وينيل پيريدن همراه استايرن با قطر متوسط ۱۰۰ نانومتر براي اين کار تهيه کردند. Heiden درباره اين مواد مي‌گويد: آنها به دنبال يافتن مواد جديد با کارايي بالاتر هستند. در اين روش ابتدا آفت‌کش‌ها را در غلظت‌هاي مختلف درون يك فاز پليمري جامد قرار مي‌دهند. بعد از اينكه چوب‌ها تحت خلأ استاندارد قرار گرفتند و هوا از آنها خارج شد، سوسپانسوني شامل نانوذرات (نانوپليمر) حاوي آفت‌كش، به

آنها تزريق شده و تا حدود ۱۶ اتمسفر تحت فشار قرار مي‌گيرند. فشار باعث نفوذ سوسپانسيون به درون خلل و فرج و كانال‌هاي ساختار چوب مي‌شود، سپس آفت‌كش‌ها به آهستگي از درون نانوذرات به درون چوب نفوذ مي‌كند. ميزان نفوذ مي‌تواند با تغيير خواص شيميايي و مساحت سطح پليمر و يا آفت‌كش خاص كنترل شود. Laks و Heiden تست‌هاي خود را در آزمايشگاه انجام دادند و با دوز مصرف کم از آفت‌کش، نتيجه مطلوبي به دست آوردند. استفاده از اين روش مشکلات کم

ي در پي داشت. اين گروه دو قارچ‌کش، كه يكي براي چوب‌ها و ديگري، chlorothalonil ، براي چمن‌ها استفاده مي‌شود، را تست کردند. اين آفت‌کش به صورت معمول براي چوب استفاده نمي‌شود، ولي به دليل عدم وجود مشکل انحلال در اين روش توانستند از آن استفاده کنند. کنترل انحلال مواد و ميزان آزادسازي آنها به عنوان نقطه قوت اين روش، محققان را قادر به استفاده از برخي آفت‌کش‌ها مانند brax كرد. Laks معتقد است که Borates محافظ‌هاي خوبي براي چوب‌ها هستند، آنها به شدت در آب قابل حل هستند، بنابر اين اگر درون چوب قرار داده و فشرده شوند، هنگام باران آمدن شسته شده و از چوب‌ خارج مي‌شوند و چوب پوسيده مي‌شود. در نتيجه اين خيلي مهم است كه اين آفت‌كش‌هاي ارزان، كارآمد و خيلي ايمن، طول عمر زيادي داشته باشند. Heiden معتقد است اين روش داراي مشکلات خاص مانند مشکلات و هزينه تهيه نانوذرات در مقابل تهيه سهل و ارزان يك محلول يا سوسپانسيون مايع اشاره کرد. حال سئوالي که اينجا مطرح مي‌شود اين است که آيا مجموع هزينه‌ها دراين روش کاهش خواهد يافت؟ اين مسئله‌اي است که آينده آن را مشخص‌تر مي‌کند. بر پايه گزارش منتشر شده Cleveland از گروه Freedonia Group ميزان تقاضاي محافظ‌هاي چوب با ۳/۳ درصد افزايش نسبت به سال ۲۰۰۶، در سال ۲۰۰۹ به مبلغ ۴۷۰ ميليون دلار خواهد رسيد. با توجه به روند روبه‌رشد تقاضا در صنعت چوب به خصوص براي ساخت ميز، کلبه و. . . انتظار مي‌رود، رقم فوق‌الذکر نيز افزايش يابد. در اين گزارش آمده است که محافظ‌هاي چوب مبتني بر آب تا سال ۲۰۰۹ روند رو به رشدي طي خواهند کرد که دليل آن سازگاري زيست محيطي اين روش اعلام شده است.
محافظت از چوب در برابر پوسيدگي با نانوذرات (۸۵/۰۶/۰۶ )
طبق نظر سازمان محافظت از محيط زيست آمريکا، آرسنات مس کروماته شده (CCA) از سال ۱۹۴۰ به عنوان نگهدارنده چوب مورد استفاده قرار گرفته است. با توجه به اينکه اين ترکيب حاوي آرسنات خطرناک است، در نتيجه استفاده از آن در ايالات متحده از سال ۲۰۰۳ ممنوع شده است. آفت‌کش‌هاي آلي زنده به عنوان جايگزيني مناسب براي CCA معرفي شده‌اند، ولي مشکل اين

دسته از مواد حلاليت کم آنها در آب نسبت به CCA است. براي حل اين مشکل بايد قبل از تزريق به چوب، عوامل سطحي به اين امولسيون اضافه شوند. اما استفاده از عوامل سطحي منجر به کاهش بازده و تضعيف علمکرد آفت‌کش‌ها مي‌شود و در نتيجه مشکلات ديگري را پديد مي‌آورد.

پت هايدن (Pat Heiden)استاديار دانشکده شيمي و پترلاکس (Peter Laks) استاد دانشکده

صنايع چوب و جنگلداري دانشگاه ميشيگان ، راه حل مناسبي براي اين مشکل پيشنهاد داده‌اند. راه‌حل آنها استفاده از نانوذرات جامد به جاي امولسيون مواد آلي در تزريق الوارها است.
آنها دانه‌هاي ريزي از ذرات پلي‌وينيل پيريدين و پلي‌وينيل پيريدن همراه استايرن با قطر متوسط ۱۰۰ نانومتر براي اين کار تهيه کردند. در اين روش ابتدا آفت‌کش‌ها را در غلظت‌هاي مختلف، درون يک فاز پليمري جامد قرار مي‌دهند. بعد از اينکه چوب‌ها تحت خلأ استاندارد قرار گرفتند و هوا از آنها خارج شد، سوسپانسيوني شامل نانوذرات (نانوپليمر) حاوي آفت‌کش، به آنها تزريق شده و تا حدود ۱۶ اتمسفر تحت فشار قرار مي‌گيرند. فشار باعث نفوذ سوسپانسيون به درون تخلخل ساختار چوب مي‌شود؛ ميزان نفوذ مي‌تواند با تغيير خواص شيميايي و مساحت سطح پليمر و يا آفت‌کش خاص، کنترل شود.