Új Szó, 2020. október (73. évfolyam, 227-253. szám)
2020-10-21 / 244. szám
141 TUDOMÁNY ÉS TECHNIKA 2020. október 21. lwww.ujszo.com Mire lehet jó a fahulladék? Az emberiség következő generációinak a (jó)léte múlhat azon, mennyi szemetet hagyunk magunk után Amerikai kutatók szerint a fahulladék a belőle kinyerhető cellulóz-nanokristályok révén érdemben újrahasznosítható (S hutterstock) CSIBRÁNYI ZOLTÁN Az egész Földön szüntelenül sokasodó feldolgozatlan, nem mellesleg a természetet károsító és következésképpen az emberiségre is veszélyt jelentő szemétmennyiség láttán napról napra gyarapszik azon kutatók száma, akik különféle anyagok ismételt felhasználására szolgáló új eljárásokkal és ötletekkel állnakelő. A Texasi A&M Egyetem (USA) kutatói most a fahulladék újszerű újrahasznosítására találtak ki valami nagyszerűt. Bár egyelőre jobban az újrahasznosítás előnyben részesítésének a hirdetése terjed, az akarása és a művelése, globális értelemben, finoman szólva, még nem mindenütt bevett szokás. Pedig kutatások egyre többféle anyagról bizonyítják, érdemes azokat újrafelhasználni. Az amerikai kutatók most arra jöttek rá, a fahulladék a belőle kinyerhető cellulóz-nanokristályok révén érdemben újrahasznosítható, erről szól a tanulmányuk, amely az Amerikai Kémiai Társaság lapjában (Applied Nano Materials) jelent meg. A szénszálakkal erősített polimer kompozit anyagok rendkívül könynyüek és egyszersmind kifejezetten erősek (polimer: természetes vagy mesterséges alapú, monomerekből álló hosszú molekulaláncú anyagok; kompozit: társított anyagok, legalább két összetevőből állnak, egyrészt a befoglaló mátrixból, másrészt valamilyen erősítő anyagból). Számos iparágban és területen alkalmaznak ilyeneket, például a repülőgép-, az autó- és a sportszergyártásban (Advanced Composites and Hybrid Materials, 2019. január). Szén nanocsövek hozzáadásával javítható a kompozitok felhasználhatósága. Ez nagyszerűen hangzik. Csakhogy a beépítésükre alkalmazott kémiai folyamatok során a szén nanocsövek egyenetlenül oszlanak el, helyenként kevés lesz belőlük, másutt túlságosan felhalmozódnak, és ez végeredményben gyengíti a kompozitok azon tulajdonságait, amelyek érdekében a szén nanocsövek alapvetően beépítésre kerülnek. Az új tanulmány egyik szerzője, Dr. Amir Asadi ennek kapcsán a következő példát hozza fel: „A nanorészecskékkel kapcsolatos probléma hasonló ahhoz, ami akkor történik, amikor durva kávéport adnak a tejhez - a porszemcsék összetömörödnek vagy egymáshoz ragadnak. A szén nanocsövek teljes kihasználása érdekében előbb azokat el kell választani egymástól, majd valamiképpen úgy kell megtervezni, hogy a szénszálas kompoziton belül a megfelelő helyre kerüljenek.” A szén nanocsövek egyenletes eloszlatásának megkönnyítéséhez kerestek új utat. Választásuk a cellulóznanokristályokra esett. Ez fahulladékból könnyen kinyerhető. És ilyenképpen egy természetes, növényi eredetű összetevőről van szó. A cellulóz-nanokristályok egy része vonzza a vizet, míg más részük taszítja. Dr. Amir Asadi úgy véli, ez az egyedülálló molekuláris szerkezet ideális megoldást kínál a kompozit anyagok nanoméretben való fejlesztéséhez, megalkotásához. A cellulóznanokristályok víztaszító része kötődik a szénszálakhoz és rögzíti azokat a polimer mátrixra. A vizet vonzó részeik meg segítik a szénszálak egyenletes eloszlatását. Ezt valahogy úgy képzelje el a tisztelt olvasó, mint a cukor és a forró tea esete, amikor is a cukor összetapadás helyett egyenletesen eloszlik a csésze teában. A kísérletek során kereskedelemben megvásárolható szénszálas kendőt használtak. Ehhez hozzáadták vizes oldatban a cellulóz-nanokristályokat és a szén nanocsöveket, majd ezt az elegyet erőteljesen összerázták, amivel elérték az összes elem egyenletes elkeveredését. Ezt követően hagyták az egészet kiszáradni. Következő lépésként gyantát oszlattak el rajta. A folyamat végén szén nanocsövekkel bevont polimer kompozit anyagot kaptak. Megállapítást nyert a cellulóz-nanokristályok hasznossága. Elektronmikroszkópos ellenőrzés során ugyanis azt látták, hogy a szén nanocsövek hegyéhez kapcsolódó cellulóz-nanokristályok a nanocsöveket azonos irányba állították, és egyenletesen oszlatták el. Amikor az anyagot extrém terhelésnek tették ki, annak hajlékonysága 33%-kal, a rétegek közötti szilárdsága 40%-kal megnőtt. Módszerük arra is lehetőséget ad, hogy a szénszálak rétegenkénti tervezésével és építésével lehessen megalkotni kompozit anyagokat. Az ilyen és hasonló eredményekre mindenképpen megérné mind szélesebb körben felfigyelni, mert az emberiség következő generációinak a jóléte, sőt helyenként és esetenként egyenesen a mindennapjai múlhatnak azon, hogy mennyi szemetet hagyunk magunk után. Új kutatási ágat hozott a klímaváltozás, ez a gleccserrégészet Az Alpok mintegy négyezer gleccserének 95 százaléka eltűnik az évszázad végére (Shutterstock) MTI-HÍR A középső kőkorszakban, vagyis a mezolitikumban élő vadászé-gyűjtögstő csapat 9500 évre visszanyúlé nyomait fedezték fel régészek egy gyorsan olvadó svájci gleccser jege alatt. Az ősi vadászcsapat felmászhatott a meredek hegyoldalon, átmásztak egy alpesi gleccseren, hogy megtalálják, amit kerestek: értékes kristályokat, amelyekre az eszközeik megmunkálásához volt szükségük. A nyomok az évtizedek óta gyorsan olvadó gleccserjég nyomán bukkantak fel, új kutatási területet teremtve: a gleccserrégészetet. Glaciológusok szerint a globális hőemelkedés miatt az Alpok mintegy négyezer gleccserének 95 százaléka eltűnik az évszázad végére. A drámai változások azonban jó alkalmat teremtettek arra, hogy a régészek megértsék, milyen lehetett évezredekkel ezelőtt az élet a hegyvidéken. Az 1990-es évek elejéig széles körben elterjedt nézet volt, hogy az őskori ember messze elkerülte a félelmetes hegycsúcsokat. Az olvadó jég alól előbukkanó, meglepő leletek sora megmutatta, hogy az Alpokban évezredeken át tevékeny emberi élet folyt. Ma már úgy tartják, hogy az őskori embercsoportok felmásztak a hegyekre, völgyeken vándoroltak keresztül, vadásztak, legeltették az állataikat és nyersanyagot kerestek. Úri kanton egy régésze, Christian Auf der Maur, aki részt vett a kristályokat feltáró expedíción, elmondta, hogy a felfedezés rendkívüli volt. „Megtudtuk, hogy az őskori ember akár 3000 méteres magasságba is felmászott kristályok és más nyersanyagok után kutatva” - magyarázta. A gleccserek olvadó jegéből elsőként kiemelkedő őskori lelet Ötzi, az 5300 éves harcos megtalálása volt 1991-ben, testét egy tiroli gleccser őrizte meg épségben. Az azóta feltárt nagyszámú őskori lehet megmutatta, hogy Ötzi nem egyedülálló kalandra vállalkozott, amikor a magashegység meredek hágóin átkelt. A Berni-Alpokban 2560 méteres magasságban található Schnidejochhágó már 2003 óta értékes lelőhely, találtak ott 3 ezer éves nyírfakéreg tegezt, később bőmadrágot és -cipőt, amely valószínűleg ugyanannak a szerencsétlenül járt férfinak a tulajdona lehetett. Ezután több száz más tárgy is előkerült, a legrégebbiek i. e. 4500 évesek. A bőr, fa, nyírfakéreg és textil általában nem marad fenn ennyi ideig, a jég azonban sértetlenül megőrizte őket. Múlt hónapban ugyanitt került elő egy hatezer éves háncskötél is. Noha a rendkívüli felfedezéseket a globális felmelegedés teszi lehetővé, egyben fenyegeti is a régészeti kincseket. Ha nem tátják fel őket gyorsan, a jégből előkerülő szerves anyagok gyorsan lebomlanak és eltűnnek. ,.Nagyon kicsi az időablak, húsz év alatt eltűnnek a jégfoltok, velük együtt a leletek” - mondta el az AFP hírügynökségnek Regula Gubler régész. A régészek szerint az a baj, hogy nem lehetnek ott minden egyes olvadó jégmezőn, ezért a túrázókra és másokra kell hagyatkozniuk, akik értesítik őket, ha értékes leletre bukkannak. Néha furcsa kerülő utakat jár be egy-egy kincs. Két olasz túrázó például 1999-ben a Wallis kanton déli részén húzódó Arolla-gleccseren, mintegy 3100 méteres magasságban talált egy fafaragást. Megtisztították és nappalijuk falára akasztották. 19 évvel később egy sor szerencsés esemény vezetett oda, hogy az éppen jégkorszaki régészeti kiállítást szervező Pierre Yves Nicod régész figyelmét felkeltette az egy méter magas emberszobor, felkutatta, meghatározta a korát. Kiderült, hogy a faragvány egy több mint kétezer éves vaskori kelta alkotás, funkciója ismeretlen.
