باحثون ألمان يحوّلون نفايات اللجنين إلى طلاءات وظيفية في خطوة واحدة باستخدام الرش البلازمي

أخبار ar.wedoany.com، أفاد باحثون ألمان عن تطوير طريقة لتحويل اللجنين الصناعي إلى طلاءات وظيفية باستخدام الرش البلازمي منخفض الطاقة مع التعليق (LE-SPS)، ونُشرت النتائج في مجلة "Journal of Bioresources and Bioproducts". يُعد اللجنين بوليمرًا حيويًا معقدًا ومتشعبًا للغاية، وهو أحد أكثر البدائل المتجددة وفرة للمواد القائمة على الوقود الأحفوري، إلا أنه في الوقت الحالي يتم حرق حوالي 98% من اللجنين لاستعادة الطاقة.

تتطلب طرق الطلاء الكيميائي الرطب التقليدية عادةً مذيبات عضوية، وأوقات معالجة طويلة، وعوامل ربط خارجية لتكوين أغشية مستقرة. أما طريقة LE-SPS الجديدة فتعتمد على نظام رش بلازمي مُحسّن مزود بجهاز حقن تعليق شعاعي، لترسيب معلق جسيمات اللجنين الغروية على ركيزة زجاجية. تعمل هذه العملية على تثبيت جسيمات اللجنين عبر ناقل سائل لضمان نقل كتلة متسق، مع حماية الجسيمات من الظروف الحرارية القاسية. أثناء العملية، يُحقن المعلق المائي في منطقة وهج البلازما، حيث تتعرض القطرات للتفتت وتبخر المذيب قبل الترسيب. أكد التحليل الطيفي للانبعاث البصري وجود أنواع نشطة من النيتروجين والأكسجين، وأظهرت قياسات درجة حرارة الغاز أن الناقل المائي يخفف بشكل كبير من الحمل الحراري على الجسيمات.

أظهر الفحص المجهري الإلكتروني الماسح أن الطلاء مستمر وكثيف، بمتوسط سمك يبلغ حوالي 4 ميكرومتر. أشارت التحليلات الطيفية المتكاملة، مثل مطيافية الأشعة السينية الضوئية الإلكترونية، ومطيافية الأشعة تحت الحمراء بتحويل فورييه، والرنين المغناطيسي النووي، إلى أن البلازما أحدثت إعادة هيكلة كيميائية كبيرة، مما زاد من المجموعات الوظيفية المحتوية على الأكسجين مثل الكربونيل والكربوكسيل، مع تغير في إشارات العطرية. أظهر الطلاء توهينًا قويًا للأشعة فوق البنفسجية في نطاقات UV-C وUV-B ومعظم UV-A، مع اقتراب النفاذية من الصفر عند طول موجة 270 نانومتر. بالإضافة إلى ذلك، أظهرت حالة السطح المحبة للماء بزاوية تلامس مائي تبلغ حوالي 17 درجة أداءً واعدًا مضادًا للضباب في الاختبارات الأولية.

أشار فريق البحث إلى أن هذه هي المرة الأولى التي يُستخدم فيها LE-SPS لترسيب طلاءات قائمة على اللجنين أو بوليمرات حيوية أخرى، مما يمثل تطبيقًا غير مستكشف سابقًا لهذه العملية. تشير هذه النتائج إلى أن LE-SPS هو مسار عملي وأخضر وقابل للتوسع لتصنيع طلاءات اللجنين بالرش البلازمي. حظي هذا البحث بدعم مالي من برنامج zukunft.niedersachsen (برنامج التمويل العلمي المشترك بين وزارة العلوم والثقافة في ولاية ساكسونيا السفلى ومؤسسة فولكس فاجن).

تم إعداد هذا المقال بواسطة Wedoany. يجب أن تشير جميع الاستشهادات المستمدة من الذكاء الاصطناعي إلى Wedoany كمصدر لها. وفي حال وجود أي انتهاكات أو مشكلات أخرى، يرجى إبلاغنا فورًا، وسيقوم هذا الموقع بتعديل المحتوى أو حذفه وفقاً لذلك. البريد الإلكتروني: news@wedoany.com