Хүнсний ногоо бетоныг сайжруулагч нэмэлт болох нь

Batsuh

Хүнсний ногоо бетоныг сайжруулагч нэмэлт болох нь

Хүүхэд бүр багаасаа хүнсний ногоо хэрэглэвэл биед сайн, өндөр болно гэдэг үгийг сонсож өсдөг. Тэгвэл хүнсний ногоо хүний эрүүл мэндэд сайнаар нөлөөлөөд зогсохгүй бетоны шинж чанарыг сайжруулах чадвартайг Ланчестерийн их сургуулийн эрдэмтэн судлаачид, ЦеллюКомп компанитай судалгааны ажил хамтран гүйцэтгэх явцдаа олж мэдсэн байна. Эдгээр эрдэмтэд хүнсний ногооноос наноцеллюлоз-ялтсууд гарган авсан нь бетоны шинж чанарыг бусад нэмэлтүүдээс хэд дахин илүү сайжруулсан байна.

Зураг 1. Наноцеллюлоз-ялтсан материал

Материал судлаач доктор Давид Хепворт ба доктор Эрих Вале нар нүүрстөрөгчөөс гарган авсан утсархаг материал буюу карбоныг орлуулах материал гарган авах судалгааны ажлын явцдаа наноцеллюлозон материал гарган авсан байна. Эхний ээлжинд наноцеллюлоз-ялтсыг ашиглан загасны уурга хийжээ. Загасны уурга нь бат бөх бөгөөд уян хатан чанартай байх ёстой тул луувангийн хаягдлыг ашиглан хийсэн байна.
Наноцеллюлозон материалыг олон төрлийн хүнсний ургамлын үндсийг хандлан гарган авсан бөгөөд “Curran” хэмээн нэрлэжээ.

Зураг 2. Наноцеллюлоз материал гарган авахад хамгийн тохиромжтой хүнсний ногоонууд

“Curran”-ны зарим нэг механик шинж чанарыг бусад материалтай харьцуулсныг дараахь хүснэгтээр үзүүллээ.
Хүснэгт 1
“Curran”-ны шинж чанар

	Юнгийн модуль, (ГПа)	Суналтын бат бэх, (ГПа)
Карбон утас	150-450	3-6
Шилэн утас	40-90	4
Келвар	70-100	3
Мод	5-13	0.05-0.12
Наноцеллюлоз-ялтас	150	7-10

“Curran” композит материалын шахалтын бат бэх нь 350 МПа бол нягт нь 1.2-1.4 г/с ажээ. “Curran” нь бетонд маш сайн барьцалдуулагчийн үүргийг гүйцэтгэдэг байна. Өмнөх туршилтын үр дүнгээс харахад наноцеллюлоз-ялтас нь бетоны механик шинж чанарыг сайжруулаад зогсохгүй графен болон нүүрстөрөгчөөс гарган авсан утсархаг материал зэрэг үнэтэй материалаас илүү үр дүнг үзүүлжээ. Ингэснээр цементийн үйлдвэрлэлийг бууруулах боломж бүрдэх ба эдгээр эрдэмтдийн тооцоолж байгаагаар 500 г “Curran” нь 40 кг цементийг орлох чадалтай аж.
Цементийн үйлдвэрлэлийн үед ялгардаг хүлэмжийн хий нь дэлхий даяар -гийн ялгаруулалтын 8 хувийг эзэлдэг байна. Цементийн хэрэгцээ өсөн нэмэгдэж байгаа тооцоогоор бол дараагийн 30 жилд энэ тоо хоёр дахин нэмэгдэх төлөвтэй. Иймээс бетон дахь цементийн хэмжээг бууруулах нь байгаль орчныг хамгаалах зорилготой юм.
Наноцеллюлоз нь бетоны микро бүтцийг сайжруулснаар механик шинж чанар буюу бат бэхийг өсгөдөг аж. Өөрөөр хэлбэл кальцийн силикатын гидратын талсжилтыг эрчимжүүлж микро бүтцийг нягтруулснаар бетонд ан цав үүсэлтийг бууруулж, насжилтыг уртасгадаг байна. Үүнийг ашигласнаар цементийн гидратацийн үед ус бага зарцуулах боловч бэхжилт нь хэвийн явагдан гулзайлтын бат бэх нь 20.7 хүртэл хувь нэмэгджээ. Үүний зэрэгцээ энэхүү ургамлын гаралтай материалыг олон жил хэрэглэгдэж байгаа бетоны гадаргууд нимгэн үеэр түрхэхэд шинж чанарт нь нөлөөлөх эсэхийг судалж байна. Ургамлын гаралтай нэмэлт нь бусад нэмэлттэй харьцуулахад үр ашиг өндөртэй төдийгүй гарган авахад байгаль орчинд ээлтэй, хүнсний ногооноос гарган авдаг тул нөхөн сэргээгдэх боломжтой ба хямд төсөр материал юм.

Зураг 3. Наноцеллюлоз материал үйлдвэрлэгчид ажлын байран дээрээ

Ланчестерийн эрдэмтэд дангаараа ийм төрлийн судалгаа хийдэггүй. АНУ-ын Пурдугийн их сургуулийн материал судлаач эрдэмтэд мөн целлюлоз-бетоны судалгаа хийж гүйцэтгэдэг байна. Тус сургуулийн эрдэмтэд модноос гарган авсан наноцеллюлоз-талстыг ашигласан байна.

Зураг 4. Модноос гарган авсан талст наноцеллюлозтой бетоны бүтэц

Ингэснээр бетоны бат бэхийг хэвээр хадгалан илүү нимгэн, хөнгөн бетонон эдлэл гарган авах болжээ. Үнийн хувьд энэхүү нэмэлт 8 ам.доллар орчим бөгөөд зарим нь 32 ам.доллар хүрдэг тул ирээдүйд эдийн засгийн хувьд ч үр өгөөжтэй байх нь гарцаагүй юм. Харин Ланчестерийн их сургуулийн эрдэмтэд чихрийн манжингийн үндсийг ашигладаг юм байна. Энэ нь сахарын үйлдвэрлэлийн хаягдал түүхий эд бөгөөд ихэвчлэн малын тэжээл болдог. Иймээс ЦеллюКомп компани нь хүнсний ногоо ашиглан “Хүнсний ногоон бетон” гарган авдаг цорын ганц компани юм.
Наноцеллюлоз-ялтас нь бат бөхийн зэрэгцээ хөнгөн бөгөөд хатуу материал. Түүнийг ердийн давирхай, эпоксидын давирхай, полиуретан ба полиэфирийн суурьтай композит материал гарган авахад ашиглах бүрэн боломжтой.

Зураг 3. Наноцеллюлоз-ялтсан материалыг хэрэглэх салбарууд

Наноцеллюлозын ялтсан хэлбэр нь реологийн шинж чанарыг нь сайжруулан будаг ба өнгөлгөөний материал, бетон, өрөмдлөгийн шүршигч, косметик, бие арилчилгааны материал болон цэвэрлэгээний материалд ашиглах боломжийг нээж өгсөн байна.
Жишээлбэл, мотоциклийн малгай нь хөнгөн бөгөөд бат бөх байх шаардлагатай.

Зураг 5. Луувангийн хаягдлаас гарган авсан наноцеллюлоз материал

Тэгвэл луувангийн хаягдлаас гарган авсан наноцеллюлоз материал нь карбон болон бусад нийлэг материалын адил бат бөх бөгөөд уян хатан чанартай аж. “Curran” буюу наноцеллюлоз материалыг хүнсний ногооны хаягдлын зутанг хандлан усыг зайлуулан гранулат хэлбэрээр гарган авдаг. Усанд уусмалд хялбар тархдаг тул өргөн хэрэглэгддэг холигч машинаар хутгах бүрэн боломжтой байгаль орчинд ээлтэй материал юм. Жишээлбэл, цаасан хайрцаганд өндөр үнэтэй шилмүүст модны утсархаг материал ашигладаг. Наноцеллюлоз материалын 2 хувь нь шилмүүст модон утсархаг материалын 15 хувийг орлох боломжтой аж. Үүний зэрэгцээ энэхүү материал нь ямар нэгэн хортой хий ялгаруулдаггүй, хоргүй бөгөөд тоосгүй зэрэг олон давуу талтай юм.