بعضی از تیم های تحقیقاتی که مسئول ساخت فیلتر پارچه ای جذب کربن بوده اند نشان داده اند که این فیلتر را با استفاده از چاپ سه بعدی نیز می توان تولید کرد.
به گزارش سرویس اطلاع‌رسانی نساجی امروز، محققان دانشگاه ایالتی کارولینای شمالی در مطالعه ای جدید نشان داده اند که با استفاده از فناوری چاپ سه بعدی امکان ساخت فیلترهای جذب دی اکسید کربن وجود دارد. آن ها مشخصا یک ماده اولیه هیدروژلی که قابلیت نگه داشتن کربنیک آنیدراز-آنزیمی که واکنش تبدیل دی اکسید کربن و آب به بی کربنات را تسریع می کند-را دارد، چاپ کردند.
بر اساس یافته های به دست آمده چاپ سه بعدی می تواند روش سریع تر و تطبیق پذیرتری برای طراحی فیلترها باشد.
جالونگ شن، نویسنده ارشد این مطالعه و استادیار پژوهشی مهندسی نساجی، شیمی و علوم در دانشگاه ایالتی کارولینای شمالی گفت: "این فرایند تولید با استفاده از چاپ سه بعدی همه چیز را سریع تر و دقیق تر می کند. اگر شما به یک چاپگر و مواد اولیه خام دسترسی داشته باشید، امکان ساخت مواد کارکردی را نیز دارید."
محققان کالج نساجی ویلسن در دانشگاه ایالتی کارولینای شمالی در مطالعه ای از یک روش ترکیبی که شامل استفاده از دو ترکیب ارگانیک مختلف و یا جوهر چاپ و آنزیمی به نام کربنیک آنیدراز بود، استفاده کردند. محققان سپس فیلامنت های رشته ای هیدروژل را درون یک شبکه دو بعدی چاپ و در حین چاپ با استفاده از نور فرابنفش محلول را جامد کردند.
شن گفت: "فرمولاسیون هیدروژل به صورتی بود که از نظر مکانیکی دارای استحکام کافی برای چاپ سه بعدی و همچنین اکسترود و تبدیل شدن به یک فیلامنت مداوم را داشته باشد. الهام بخش ما در این طراحی سلول های بدنمان بود که در آن آنزیم ها به صورت یک فضای بخش بندی شده پک شده اند و مایعی آن را پر کرده است. این محیط به آنزیم ها کمک می کند وظیفه خود را به خوبی انجام دهند."
محققان خصوصیات ماده اولیه را مورد بررسی قرار دادند تا عملکرد آن در خم شدن و تاب خوردن را ارزیابی کنند. آن ها همچنین عملکرد جذب کربن فیلتر را نیز بررسی کردند. آن ها طی تجربه ای که در مقیاس کوچک به دست آوردند دریافتند که این فیلتر 24 درصد دی اکسید کربن موجود در یک ترکیب گازی را جذب می کند. در حالی که نرخ جذب کربن پایین تر از نرخ جذب در طرح های پیشین است اما باید توجه کرد که قطر فیلتر کمتر از دو سانتی متر بوده و می توان آن را بزرگ تر و به شکل های متفاوت تری ساخت. این کار باعث افزایش عملکرد جذب می شود.
شن گفت: "به منظور به دست آوردن نرخ جذب بالاتر باید قطر فیلتر را بیشتر و یا فیلترهای بیشتری را بر روی هم جمع کرد. به نظر نمی رسد که مشکلی در این رابطه وجود داشته باشد، این فقط یک تست ابتدایی در مقیاس کوچک برای سهولت انجام آزمایش بود."
محققان همچنین ماندگاری و دوام فیلتراسیون ماده اولیه را بررسی کرده و دریافتند که فیلتر جدید پس از گذشت بیشتر از 1000 ساعت 52 درصد عملکرد اولیه جذب کربن خود را حفظ می کند.
به گفته یکی دیگر از اعضای تیم تحقیقاتی این پروژه هنوز در مراحل ابتدایی خود قرار دارد اما یافته ها نشان می دهد که روش های جدیدی برای تولید مواد اولیه مورد استفاده در ابزار جذب کربن وجود دارد.