فنجان القهوة يتحول إلى عازل حراري ثوري | علوم | الجزيرة نت

إكتشاف مثير: فنجان القهوة يتحول إلى عازل حراري ثوري

قد تبدو بقايا القهوة مادة بلا قيمة، فهي مجرد طبقة بنية رطبة تلقى في القمامة أو تغسل في الحوض بعد شرب الفنجان. لكن فريقا بحثيا من جامعة جيونبوك الوطنية في كوريا الجنوبية أشار إلى أن هذه البقايا تمثل مادة خام رخيصة ومتجددة يمكن تحويلها إلى عازل حراري يقترب في أدائه من بعض المواد التجارية المستخدمة في المباني والتغليف.

يذكر أن العالم يتخلص من أكثر من 8 ملايين طن من تفل القهوة سنويا، وينبغي أن نعرف أن التخلص منه يعد في حد ذاته مشكلة كبيرة. ومن ثم فإن استخدامها لتصنيع عازل حراري يشبه أن نضرب عصفورين بحجر واحد.

وقد أوضح بيان رسمي من الجامعة أن فريق البحث طور طريقة لتحويل تفل القهوة المستهلك إلى مادة مركبة قابلة للتحلل. وتجمع هذه المادة بين الفحم الحيوي المسامي الناتج من القهوة وبوليمر طبيعي مشتق من السليلوز يسمى إيثيل السليلوز.

طريقة التحويل

يعتمد هذا الإكتشاف على خطوات معينة لتحويل تفل القهوة إلى عازل حراري. أولاً، يتم تجفيف بقايا القهوة عند 80 درجة مئوية لمدة أسبوع. ثم يتم عولجها حراريا عند درجات تصل إلى 900 درجة مئوية لإنتاج فحم حيوي غني بالكربون وأكثر مسامية.

يتم بعد ذلك خلط الفحم الحيوي مع البوليمر الناتج من إيثيل السليلوز. ومع ذلك، قد تتسلل المادة البوليمرية إلى داخل المسام وتسدها، فتفقد المادة قدرتها على حبس الهواء. لذلك استخدم الفريق بحثيا ما سموه "إستراتيجية استعادة المسام"، عبر معالجة الفحم الحيوي بمذيبات صديقة نسبيا مثل الماء والإيثانول والبروبيلين غليكول، قبل خلطه بإيثيل السليلوز.

كان الهدف أن تبقى المسام مفتوحة داخل المادة النهائية، وهو ما أكدته صور المجهر الإلكتروني والتصوير المقطعي الدقيق، حيث أظهرت أن المسام بقيت محفوظة داخل المركب.

نتائج الدراسة

أظهرت النتائج أن المادة الناتجة عن هذه الطريقة لها عزل حراري بلغ 0.04 واط لكل متر لكل كلفن. وهذه قيمة قريبة من أداء البوليسترين الممدد المستخدم تجاريا في العزل.

وبحسب الدراسة، فإن العزل الحراري الجيد يحتاج إلى مادة تبطئ انتقال الحرارة، ومن أفضل الطرق لتحقيق ذلك وجود مسام دقيقة تحبس الهواء داخل المادة. لذلك فإنه يمكن أن يستفيد من هذه المادة في تكنولوجيا العزل الحراري.

مستقبل الاستخدام

على الرغم من الإكتشاف المثير لهذا العازل الحراري، لا تعني النتائج أن تفل القهوة سيغزو سوق البناء غدا. فالدراسة لا تزال في نطاق المختبر، وتحتاج المادة إلى اختبارات أوسع قبل التفكير في استخدامها على نطاق تجاري.

علاوة على ذلك، لا تعني النتائج أننا سنقوم باختيار تفل القهوة المستهلك كبداية لتحويله إلى عازل حراري. بل إننا نحتاج إلى تحسين هذه الطريقة لتبقى صالحة للاستخدام في الصناعة.

وأخيراً، لا ننسى أن تحويل ملايين الأطنان من المخلفات إلى منتجات صناعية يتطلب سلسلة إمداد منظمة لجمع تفل القهوة وفرزه وتجفيفه ومعالجته.