تبدیل گچ به سیمان | مقالات مهندسی عمران

محققان موفق به ساخت عایقی سازگار با طبیعت شده‌اند كه از قارچ ساخته شده و می‌تواند با رشته‌های میسیلیومی درهم فشرده خود، به عنوان یك مصالح عایق‌بندی جدید، جایگزین صنعت عایق كاری پلاستیكی و دیگر مواد مشابه شود. این عایق قارچ‌محور كه عنوان عایق سبز را به خود گرفته محصول خلاقیت و ابتكار دو محقق جوان به نام ایبن بایر و گوین مك اینتایر است كه پس از صرف دو سال زمان قصد دارند با این ایده ابداعی خود آلاینده شماره یك و همیشه و همه جا حاضر محیط زیست یعنی پلاستیك را به تاریخ بسپارند.

در واقع این دو محقق می‌خواهند دیوار خانه‌ها را با قارچ‌ها آستر كنند و بپوشانند. تركیب مستحكم و كم‌هزینه‌ای كه آنها ساخته‌اند می‌تواند به راحتی جایگزین مواد معروف به استیروفوم‌ها و پلاستیك‌ها شود كه در صنعت ساختمان‌سازی و عایق‌بندی دیوارها و همچنین صنعت بسته‌بندی استفاده می‌شود و خود میزبان سایر محصولات نیز هستند ولی به رغم دامنه گسترده كاربردی كه دارند، موادی گران و از نظر زیست‌محیطی تركیباتی مضر محسوب می‌شوند. البته با توسعه كاربرد تركیبات استیروفومی و پلاستیكی در مقوله سبك‌سازی صنعتی، محصولاتی نظیر تیغه‌های توربین بادی و بدنه خودرو از قلمروی احتمالی این ماده نوظهور بیرون نخواهند بود. بخشی از زنجیره دستیابی به بهره‌وری انرژی، استفاده از عایق‌بندی خوب است. از یك دیدگاه زیست‌محیطی، به عایقی عایق جذب می‌گویند كه از مواد بازیافتی ساخته شود و حاوی تركیبات شیمیایی تحریك‌كننده‌ای همچون فرم آلدئیدها نباشد.

محققان در شروع كار و در آزمایشگاه اقدام به پرورش میسیلیوم‌های قارچ نمودند كه در واقع همان ریشه‌های رویشی و توده‌های به هم بافته مولد قارچ‌ها و باكتری‌ها هستند و به كپه‌هایی از رشته‌های سفیدرنگ شباهت دارند، اما در اینجا در عوض خاك، ریشه‌ها در بستری از محصولات فرعی كشاورزی نظیر سبوس گندم وكاه‌و كلش رشد می‌یابند و این رشته‌های درهم تنیده برای این بستر در حكم نوعی تكیه‌گاه و تقویت‌كننده سازه محسوب می‌شود. مخلوط حاضر سپس درون یك قاب یا هر شكلی كه مورد احتیاج باشد گذاشته شده و پس از گذشت 10 تا 14 روز، رشته‌های میسیلیومی موجب رشد و توسعه شبكه متراكم و به هم فشرده‌ای می‌شوند كه تنها یك بند انگشت از این محصول خالدار سفید و قهوه‌ای موسوم به «عایق سبز» حاوی تقریبا 13 كیلومتر ریسه‌های قارچی به هم پیوسته و متصل خواهد بود. بعد از این مرحله قاب‌ها در گرمخانه و دمایی بین 37 تا 65 درجه سانتیگراد خشك می‌شوند تا رشد میسیلیوم‌ها متوقف شود و در پایان دو هفته محصول نهایی برای كار گذاشتن در دیوارهای شما آماده هستند.

بایر در توصیف فرآیند به وجود آمدن عایق سبز از رشد و پرورش ماده‌ای كاملا جدید خبر می‌دهد كه به جای ساختن آن با فرآیندهای صنعتی فعلی و در واقع استفاده از رزین‌های مصنوعی، عملا دست به پرورش مواد زده‌اند. فرآیند رشد و پرورش دادن این محصول در محیط داخلی، در تاریكی و درون قالب‌های‌های مورد نظر صورت گرفته است. ماده اولیه خط تولید این كارخانه طبیعی عبارت از محصولات جنبی زراعت همچون سبوس دانه و كاه و كلش می‌باشد كه به وسیله ارگانیسمی كه محققان شناسایی كرده‌اند با هم مخلوط و تركیب می‌شود. در این مرحله مخلوط حاصل را به قالب مورد نظر شكل می‌دهند و در تاریكی و بدون حضور برق یا مواد نفتی، یك بازه زمانی هفت روزه را سپری می‌كند تا ارگانیسم اصلی خودش به صورت نوعی چسب یا رزین محكم دور این اجزا را بپوشاند. محصول نهایی پس از خشكاندن به ماده‌ای سخت و محكم بدل می‌شود كه می‌تواند به عنوان عایق استفاده شود، یا بسته به نحوه فرمولاسیون و نوع مواد مصرفی در آن می‌تواند به عنوان یك ماده بسته‌بندی مصرف شود. با این اوصاف چنین محصولی در پایان عمر خود نوعی كود آلی بالقوه به شمار می‌رود و رد پای كربن فوق‌العاده پایینی دارد.

گام به گام تا تولید عایق سبز

داستان همكاری بایر و مك اینتایر كمی قدیمی است و به زمانی برمی‌گردد كه آنها همدیگر را در هیات دانشجویان مهندسی مكانیك در انستیتوی پلی‌تكنیك رنسلیر ملاقات نمودند. در آن زمان این دو برای ساخت نوعی عایق تجدیدشونده و از نظر زیستی تجزیه‌پذیر عزمشان را جزم می‌كنند و ارقام مختلفی از قارچ‌ها و از جمله قارچ‌های روییدنی منطقه را مورد آزمایش قرار می‌دهند. سرانجام و به دنبال تعداد زیادی از نمونه‌های اولیه، نتایج آزمایشگاهی حدس و گمان آنها درباره خواص غیرمعمول عایقی با منشاء قارچی را تأیید نمود. به عنوان مثال، قاطی شدن دانه و سبوس به مقاومت و ایستادگی رشته‌های میسیلیومی در مقابل حرارت كمك نمود. علاوه بر خصوصیات غیرعادی این نوع عایق و از جمله ارزان‌تر بودن و سازگاری بیشتر با محیط زیست نسبت به محصولاتی با منشاء مواد نفتی، عایق سبز می‌تواند در دمای اتاق و در تاریكی رشد نماید و همچنین فرآیند ساخت آن نیازی به تجهیزات صنعتی گرانقیمت ندارد و می‌تواند به سهولت برای مقادیر مختلف استحكام و انعطاف‌پذیری مورد نیاز سفارش و مناسب‌سازی شود.

اما قدرت و استحكام این عایق سبز حاصل میلیاردها رشته میسیلیومی یا همان ریشه‌های لوله‌ای‌شكل قارچی است كه با بقایای دورریز كشاورزی مثل سبوس بذر و كاه و كلش درهم پیچیده می‌شوند، به نحوی كه یكی دو سانتیمتر مكعب از این مواد محتوی تقریبا 13 كیلومتر از این رشته‌های ظریف میسیلیومی است كه باعث به وجود آمدن ساختاری محكم و یكپارچه می‌شود. مبتكران این طرح استفاده آزمایشی از صفحات عایق سبز را به عنوان جایگزینی برای مصالح عایق‌بندی در سالن ورزشی دانشكده ورمونت شروع كرده‌اند و انتظار دارند كلیه گواهی‌های صنعتی این محصول را كامل نموده و تا خاتمه سال جاری آن را آزمایش نمایند تا بتوانند استانداردهای مورد نظر انجمن آزمایش و مواد آمریكا را برای عایق‌سازی ابنیه و ساختمان تامین كنند. كارشناسان معتقدند چنانچه سازندگان عایق سبز به این مهم دست یابند كه البته همین انتظار هم می‌رود، فرصتی فراهم می‌شود كه دیگر دلیلی برای استفاده از محصولات فومی فعلی و مصالح سنتی عایق‌بندی وجود نداشته باشد.

از جمله عایق‌های زیست‌محیطی و سبزی كه هم‌اكنون تولید می‌شود می‌توان از عایق سلولزی موسوم به عایق پیله‌ای نام برد كه از الیاف كاغذ بازیافتی ساخته می‌شود. عایق پیله‌ای غیرسمی بوده و به ادعای شركت سازنده كه از قضا تولیداتش تقاضای زیادی پیدا كرده نسبت به سایر عایق‌ها عملكرد بهتری دارد.