أخبار

في مواجهة مشكلة التلوث البيئي المتزايدة الخطورة، ازداد الوعي البيئي الاجتماعي تدريجيًا، ونضج التوجه نحو استخدام المواد الطبيعية. وقد جذبت خصائص الألياف النباتية الصديقة للبيئة، خفيفة الوزن، منخفضة استهلاك الطاقة، والمتجددة، اهتمامًا كبيرًا. وسيتضح ذلك في المستقبل المنظور، حيث ستكون هناك درجة عالية من التطور. ومع ذلك، فإن الألياف النباتية مادة غير متجانسة ذات تركيب وبنية معقدة، ويحتوي سطحها على مجموعات هيدروكسيل محبة للماء. يتطلب تقاربها مع المصفوفة معالجة خاصة لتحسين خصائص المركب. تُستخدم الألياف النباتية في المواد المركبة، ولكن معظمها يقتصر على الألياف القصيرة والألياف المتقطعة. لم تُستغل خصائصها الممتازة الأصلية بالكامل بعد، وتُستخدم فقط كمواد مالئة. إذا تمكنا من إدخال تقنية النسيج، فسيكون ذلك حلاً جيدًا. يمكن أن توفر الأشكال الأولية المنسوجة من الألياف النباتية خيارات أداء أكثر للمواد المركبة، ولكن استخدامها أقل نسبيًا حاليًا، وتستحق المزيد من البحث والتطوير. إذا تمكنا من إعادة التفكير في طريقة استخدام الألياف التقليدية، وإدخال مفاهيم التكنولوجيا المركبة الحديثة لتحسينها، وتحسين مزايا الاستخدام وتحسين العيوب المتأصلة، فسوف نكون قادرين على إعطاء الألياف النباتية قيمة وتطبيقات جديدة.

لطالما كانت الألياف النباتية جزءًا لا يتجزأ من حياة الإنسان اليومية. وبفضل خصائصها العملية والمتجددة، أصبحت مادة لا غنى عنها في الحياة البشرية. ومع ذلك، مع تقدم التكنولوجيا وصعود صناعة البتروكيماويات، حلت الألياف الصناعية والبلاستيكية تدريجيًا محل الألياف النباتية كمواد رئيسية بفضل مزايا تكنولوجيا الإنتاج المتطورة وتنوع المنتجات والمتانة العالية. ومع ذلك، فإن البترول ليس موردًا متجددًا، وقد دفعت مشاكل التخلص من النفايات الناتجة عن التخلص من هذه المنتجات، بالإضافة إلى الكميات الكبيرة من انبعاثات التلوث أثناء عملية التصنيع، الناس إلى إعادة النظر في قابلية استخدام المواد. في ظل التوجه نحو حماية البيئة والاستدامة، استعادت الألياف النباتية الطبيعية الاهتمام. وفي السنوات الأخيرة، بدأت المواد المركبة التي تستخدم الألياف النباتية كمواد تقوية تحظى بالاهتمام.

الألياف النباتية والمركبة

يمكن تصميم الهيكل المركب من خلال عملية التصنيع. توفر الألياف المغلفة بالمصفوفة شكلاً كاملاً ومحدداً للمادة، وتحميها من التلف الناتج عن التأثيرات البيئية، كما تعمل كجسر لنقل الضغط بين الألياف؛ بينما تتحمل الألياف معظم القوة الخارجية بفضل خصائصها الميكانيكية الممتازة، ويمكنها نقلها. يؤدي هذا الترتيب المحدد وظائف مختلفة. بفضل كثافتها المنخفضة ومتانتها العالية، يمكن للألياف النباتية تحسين خصائصها الميكانيكية والحفاظ على كثافتها المنخفضة عند تصنيعها في مركبات FRP. بالإضافة إلى ذلك، تتكون الألياف النباتية في الغالب من تجمعات من الخلايا النباتية، وتمنحها التجاويف والفجوات الموجودة فيها خصائص عزل حراري ممتازة. كما تستفيد من مساميتها، مما يسمح بتبديد الطاقة بسرعة في مواجهة الطاقة الخارجية (مثل الاهتزاز). علاوة على ذلك، تتميز عملية إنتاج الألياف النباتية الكاملة بتلوث أقل واستخدام مواد كيميائية أقل، ودرجة حرارة تشغيل أقل، واستهلاك أقل للطاقة، ودرجة تآكل ميكانيكي أقل أثناء المعالجة؛ بالإضافة إلى ذلك، تتميز الألياف النباتية بخصائص طبيعية متجددة، مما يسمح بتحقيق إنتاج مستدام في ظل إدارة ورقابة رشيدة. بفضل التكنولوجيا الحديثة، تم التحكم جيدًا في تحلل المواد ومقاومتها للعوامل الجوية، مما يسمح بتحللها بعد انتهاء دورة حياة المنتج دون التسبب في تراكم النفايات، كما يُشتق الكربون المنبعث من التحلل من النمو الأولي. ويمكن أن يكون مصدر الكربون في الغلاف الجوي محايدًا للكربون.