یکی از بزرگترین مشکلات زیست محیطی پس از عالمگیری کرونا، آلودگی است که به سبب رها شدن ماسک‌های یک بار مصرف در طبیعت ایجاد شده است. اما طرح اخیر دانشمندان دانشگاه ایالتی واشنگتن در تلاش است تا راهکاری بسیار کاربردی برای استفاده از ماسک‌های مستعمل ارائه دهد.
ماسک‌های یک بار مصرف حداقل از سه لایه متشکل از مواد شیمیایی تشکیل شدهاند که جزء مواد زیست تخریب پذیر نیستند. با توجه به این موضوع، در صورت رها شدن ماسک‌های تنفسی در طبیعت، تنها راهکار پیش روی بشر، سوزاندن بقایای آنهاست.
مواد سازنده ماسک‌های یک بار مصرف
ماسک های جراحی یکبار مصرف را می توان از پارچه پلی استر یا پلی استایرن، پلی اتیلن یا پلی پروپیلن - پلیمرهای ترموپلاستیک که می توانند در حین کار در دماهای بالا به اشکال مختلف در بیایند، ساخت. فیلترهای بی‌شماری که در ماسک‌های N95 دیده می‌شوند، از پلی پروپیلن نیز استفاده می‌کنند و در صورت پیدا نکردن راهی برای تجزیه آنها، می‌توانند برای دهه‌ها در محیط زیست باقی بمانند.
به غیر از پلیمر، ماسک‌ها همچنین حاوی گیره‌های فلزی و حلقه‌های پنبه‌ای هستند که اگرچه قابل بازیافت هستند، اما در نهایت به انبوهی از زباله‌های تصفیه نشده تبدیل می‌شوند.
بنابر آمارهای منتشر شده، پس از گسترش جهانی ویروس COVID-19، تولید ماسک‌های تنفسی یک بار مصرف در سراسر دنیا تا 9000 درصد افزایش یافته و آلودگی ناشی از این مواد غیرطبیعی نیز این روزها در همه جای کره زمین، از اقیانوس‌ها گرفته تا حتی کوهستان‌های مرتفع نیز به ثبت رسیدهاند.
استفاده از میکروالیاف در بتن تقویت شده
علم همواره به دنبال راهکاری برای زیباتر کردن و استفاده از مواد پیرامون بشر برای رفع نیازهاست و چه چیز بهتر از اینکه یک جسم یا ماده مضر را بتوان به یک عامل یا ماده کاربردی تبدیل کرد.
در واقع اگر این تولیدات به درستی مورد بررسی قرار گیرند، می‌توانند کالایی ارزشمند باشند. در این زمینه پروفسور ژیانمینگ شی از دپارتمان مهندسی عمران و محیط زیست در WSU تیمی را رهبری می‌کند که طرحی جالب برای استفاده مجدد از این ماسک در یک زمینه دیگر ارائه نموده است. در این طرح با ایجاد تغییراتی کوچک و اضافه کردن بقایای ماسک‌های مستعمل به یک نوع بتن جدید توسعه یافته، میتوان میزان مقاومت بتن را تا 47 درصد افزایش داد.
در نظر داشته باشید که تولید بتن یکی از فرایندهای بسیار موثر در افزایش میزان کربن در جو کره زمین است که نزدیک به 8 درصد از سهم تولید جهانی کربن را به خود اختصاص می‌دهد.
سایر آزمایش‌ها برای کاهش انتشار کربن نشان داده‌اند که افزودن میکروالیاف استحکام سیمان را افزایش داده و در نتیجه میزان حجم خالص بتن مورد نیاز برای استفاده در یک پروژه عمرانی را نیز کاهش می‌دهد که نتیجه نهایی آن نیز کاهش انتشار گازهای گلخانه‌ای خواهد بود.
در نظر داشته باشید که میکروفیبرها یک ماده گران قیمت در ساخت و ساز هستند که همین عامل سبب کاهش استفاده از آنها در مواد ساختمانی و عمرانی شده و اگر راهکار ارزان‌قیمتی مانند الیاف مورد استفاده در ماسک‌های تنفسی مستعمل مورد استفاده قرار گیرد در همه متغیرهای هزینه‌بر در این زمینه، صرفهجویی بسیار بزرگی حاصل خواهد شد.
اضافه کردن ماسک‌های مستعمل به ترکیب بتن
تیم تحت رهبری پروفسور Shi، توانستهاند طی فرایندی برای تبدیل ماسک‌های مستعمل به میکروالیافت، از آنها در ساختار پیشنهادی بتنهای جدید خود، استفاده کنند.
این گروه توانستهاند با برش ماسک‌ها به قطعات 5 تا 30 میلی‌متری و ایجاد واکنش بین آنها و اکسید گرافن قبل از مخلوط کردن در خمیر سیمان، میزان انرژی شکستگی را که معمولاً باعث ایجاد ترک‌های ریز در بتن می‌شود، جذب یا از بین ببرند.
اکسید گرافن به میکروالیاف اجازه می‌دهد تا با درجه بالایی به سطح بچسبند. بدون وجود این ترکیب شکاف‌های کوچکی ایجاد می‌شود که می‌تواند به ترک‌های بزرگ‌تر و شکست نهایی مواد تبدیل شود.
محققان همچنین حلقه‌های پنبه‌ای و گیره‌های فلزی ماسک‌های صورت را با خرد کردن آنها و افزودن آنها به سیمان پرتلند معمولی، به ماده اولیه هر محصول بتن، دوغاب یا ملات تغییر داده‌اند.
در نتیجه آزمایش‌های مقاومت مصالح روی این بتن جدید نشان داده که با استفاده از مواد اضافه شده از ماسک‌های مستعمل می‌تواند میزان مقاومت کلی بتن را تا 47 درصد افزایش داد.
این تیم اکنون در حال کار است تا مشخص کند که آیا بتن تولیدی از آسیب یخ زدگی یا استفاده مداوم از یخ‌سازها در جاده‌ها محافظت می‌شود یا خیر. در آینده، این تکنیک می تواند برای استفاده از پلیمرهای دیگر مانند لباس‌های مستعمل و دور ریخته شده نیز به کار رفته و حتی روش درآمدی به جز سوزاندن این محصولات در کورههای بازیافت زباله باشد.
وبسایت دانشگاه ایالتی واشنگتن نتایج پژوهش مذکور را طی مقالهای منتشر کرده که میتوانید برای کسب اطلاعات بیشتر به آن مراجعه نمایید. همچنین در این زمینه مقاله علمی در نشریه Elsevier نیز به ثبت رسیده که حاوی اطلاعات تخصصی بیشتر راجع به این پروژه است.
نظر خود را اضافه کنید.
برای ارسال نظر وارد شوید
ارسال نظر بدون عضویت در سایت