ساخت ماده‌اي شفاف از جنس پوسته خرچنگ

[شه پری]

محققان ژاپني پوسته‌اي بر اساس پوست خرچنگ توليد کردند. با استفاده از اطلاعات به‌دست آمده در فرآيند توليد اين پوسته، آنها ورقه نانوکامپوزيتي شفافي ساختند. براي ساخت اين ورقه، اين گروه تحقيقاتي از چيتين استخراج شده از پوست خرچنگ استفاده نمودند. از اين نانوکامپوزيت مي‌توان در ادواتي که نياز به شفافيت بالا است نظير نمايشگرهاي صاف، استفاده کرد.

پيش از اين محققان از سلولز و چيتين براي تقويت مواد استفاده کرده‌ بودند که در نهايت محصول به‌وجود آمده يک نانوکامپوزيت الهام گرفته از طبيعت به‌شمار مي‌آمد. حال اگر نانوالياف طبيعي به مقدار کافي درون ماتريکس پليمري شفاف وارد شود، مي‌توان پليمر را تقويت کرد و همچنين نانوکامپوزيتي داشت که شفافيت خود را نيز حفظ کرده است.

کار روي پليمرهاي شفاف حاوي نانوالياف سلولزي نشان مي‌دهد که اين ماده ضريب انبساط گرمايي محوري بسيار پاييني دارد، بدين معنا که اندازه آنها در اثر تغيير حرارت، تغييرنمي‌کند. اين ويژگي موجب مي‌شود اين نانوکامپوزيت‌ها به موادي ايده‌آل براي استفاده در پنل‌هاي نمايشگر و پيل‌هاي خورشيدي تبديل شود.

محمد افتخار شمس و همکارانش از دانشگاه کيوتو يک خرچنگ را به‌طور کامل به‌ترتيب درون اسيد کلريدريک، هيدروکسيد سديم و اتانول قرار دادند تا با اين کار مواد معدني، پروتئين‌ها، چربي‌ها و پيگمنت‌هاي آن خارج شود. پس از اين فرآيندها تنها پوسته حاوي چيتين باقي مي‌ماند که آنها آن را درون يک مونومر رزين آکريليک غوطه‌ور کردند. به‌دنبال پليمريزاسيون، اين گروه تحقيقاتي پوسته‌اي کاملا شفاف از پوست خرچنگ به‌دست آوردند. نکته جالب آن است که اين پوسته شکل اوليه خود را با جزئيات کامل حفظ کرده به‌طوري که چشمان خرچنگ نيز قابل تشخيص است.

شمس مي‌گويد با ساخت اين پوسته شفاف، ما درصدد برآمديم تا کامپوزيت‌هاي شفاف مبتني بر اجزاء چيتين موجود در پوست خرچنگ توليد کنيم که به‌صورت پودر باشد. براي اين کار، شمس و همکارانش از پودر پوسته خرچنگ استفاده کرده و اين بار نيز تمام مراحل غوطه‌ورسازي در محلول‌هاي مختلف را طي کردند. سپس پودرهاي چند ميليمتري را به‌صورت ورقه‌هايي در آورده و مجددا با مونومر آکريليک برهمکنش دادند. محصول نهايي نانوکامپوزيتي شفاف بود.

آنها به بررسي مقدار عبور نور در طول موج‌ها و دماهاي مختلف پرداختند. ميزان عبور نور کامپوزيت‌هاي رايج نظير اپوکسي فيبرهاي شيشه‌اي با افزايش دما به 100 درجه سانتيگراد، به 65 درصد تقليل مي‌يابد. نتايج نشان داد اين کامپوزيت جديد تا دماي 80 درجه سانتيگراد هيچ کاهشي در ميزان عبور نور از خود نشان مي‌دهد.