Der Materialwissenschaftler Muhammad Rahman und seine Mitarbeiter haben einen Weg gefunden, kristalline Moleküle einzubauen
Holz ist nachhaltig und erneuerbarein Strukturmaterial, das wir bereits ausgiebig verwenden“, sagte Rahman. „Unser Holzwerkstoff hat eine größere Festigkeit gezeigt als herkömmliches Rohholz.“
Um dieses Ziel zu erreichen, wird das Netzwerk aus Zellulosefasern, das dem Holz seine Festigkeit verleiht, zunächst durch einen als Delignifizierung bekannten Prozess verfeinert.
„Holz besteht aus drei Hauptbestandteilen:Zellulose Hemizellulose und Lignin“, sagte Rahman. „Lignin verleiht dem Holz seine Farbe. Wenn man also das Lignin entfernt, wird das Holz farblos.“ Die Ligninentfernung ist ein relativ einfacher Prozess, der eine zweistufige chemische Behandlung mit umweltfreundlichen Substanzen umfasst. Nachdem wir das Lignin entfernt haben, verwenden wir Bleichmittel oder Wasserstoffperoxid, um die Hemizellulose zu entfernen.“
Anschließend wird das entholzte Holz eingeweichteine Lösung, die Mikropartikel eines metallorganischen Gerüsts (MOF) enthält, bekannt als Calgary Framework 20 (CALF-20). MOFs sind Sorptionsmittel Materialien mit großer Oberfläche, die aufgrund ihrer Fähigkeit, Kohlendioxidmoleküle in ihren Poren zu adsorbieren, verwendet werden. „MOF-Partikel werden durch günstige Oberflächenwechselwirkungen leicht in Zellulosekanäle eingebaut und daran befestigt“, sagte Soumyabrata Roy, Postdoktorandin bei Rice und Hauptautorin der Studie.
MOFs sind eine von mehreren neu entstehendenCO2-Abscheidungstechnologien, die entwickelt wurden, um den anthropogenen Klimawandel anzugehen. „Derzeit gibt es kein biologisch abbaubares nachhaltiges Substrat für die Verwendung von Kohlendioxid absorbierenden Materialien“, sagte Rahman. "Unser MOF-verstärktes Holz bietet eine anpassungsfähige Trägerplattform für die Verwendung als Sorptionsmittel in einer Vielzahl von Kohlendioxidanwendungen."
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