از میز صبحانه تا دیوار ساختمان؛ قهوه چگونه عایق حرارتی شد؟
پژوهشگران کرهجنوبی موفق شدهاند از تفالههای دورریختنی قهوه، مادهای جدید برای عایقکاری حرارتی بسازند.
هر روز میلیاردها فنجان قهوه در جهان مصرف میشود؛ اما پشت این عادت روزمره، حجم عظیمی از پسماند پنهان مانده که حالا میتواند به یکی از مصالح مهم آینده صنعت ساختمان تبدیل شود.
به گزارش سانیس آلرت، در شرایطی که جهان بهدنبال راهحلهای پایدار برای کاهش زباله و جایگزینی مواد نفتپایه است، گروهی از پژوهشگران دانشگاه ملی چونبوک در کرهجنوبی نشان دادهاند که حتی تفاله قهوه نیز میتواند نقشی جدی در آینده فناوری ایفا کند. این تیم تحقیقاتی موفق شده است از پسماند قهوه، مادهای عایق حرارتی تولید کند که از نظر عملکرد با برخی از بهترین عایقهای صنعتی رقابت میکند.
بر اساس این پژوهش، ابتدا تفالههای قهوه در دمای حدود ۸۰ درجه سانتیگراد به مدت یک هفته خشک شدند. سپس این مواد در دماهای بسیار بالاتر حرارت دیدند تا به مادهای کربندار به نام «بیوچار» تبدیل شوند. این ماده پایه اصلی ترکیب جدید را تشکیل میدهد.
در مرحله بعد، بیوچار به کمک حلالهای سازگار با محیطزیست مانند آب، اتانول و پروپیلن گلایکول پردازش و با نوعی پلیمر طبیعی به نام اتیلسلولز ترکیب شد. نتیجه این فرآیند، پودری بود که پس از فشردهسازی و حرارتدهی، به یک ماده کامپوزیتی سبک و متخلخل تبدیل شد.
نکته کلیدی در عملکرد این ماده، وجود منافذ ریز در ساختار آن است. این منافذ هوا را به دام میاندازند و از انتقال گرما جلوگیری میکنند؛ دقیقا همان ویژگیای که در عایقهای حرارتی ایدهآل مورد نیاز است.
آزمایشهای حرارتی نشان دادند که رسانایی گرمایی این ماده حدود ۰.۰۴ وات بر متر کلوین است؛ عددی که آن را در سطح عایقهای بسیار کارآمدی مانند پلیاستایرن منبسطشده قرار میدهد. در یک آزمایش عملی نیز، زمانی که این ماده زیر یک سلول خورشیدی قرار گرفت، دمای محفظه زیرین بهطور قابلتوجهی کمتر از نمونههای بدون عایق باقی ماند.
اما تفاوت مهم این نوآوری با مواد سنتی در پایداری زیستمحیطی آن است. پلیاستایرن و سایر عایقهای رایج عمدتا از مشتقات نفتی ساخته میشوند و تجزیهپذیری بسیار پایینی دارند. در مقابل، ماده جدید مبتنی بر قهوه در مدت کوتاهی شروع به تجزیه میکند و پس از سه هفته بیش از ۱۰ درصد وزن خود را از دست داده است.
به گفته پژوهشگران، این فناوری میتواند در آینده در عایقکاری ساختمانها، بهویژه در کنار پنلهای خورشیدی روی پشتبامها، کاربرد گستردهای داشته باشد. چنین رویکردی نهتنها به کاهش زبالههای قهوه کمک میکند، بلکه گامی در جهت توسعه اقتصاد چرخشی محسوب میشود؛ اقتصادی که در آن پسماند به منبع تبدیل میشود.
