چرم بیولوژیک PALF با مقاومت ۶۰ برابری قارچ توسط دانشگاه ماهیدول تایلند تولید شد
پژوهشگران دانشگاه ماهیدول در تایلند با بهره‌گیری از الیاف برگ‌های آناناس که به PALF شناخته می‌شوند، نوعی چرم بیولوژیک ابداع کرده‌اند که از نظر استحکام مکانیکی هم‌سطح چرم طبیعی قرار دارد و از جایگزین‌های قارچی و گیاه‌ی موجود در بازار بسیار پیشی گرفته است. این دستاورد نوین، راه را برای آینده‌ای بدون کراکت در صنعت چرم باز کرده است.
فرآیند تولید کاملا زیستی و بدون سم
برخلاف بسیاری از چرم‌های گیاه‌ی موجود که برای استحکام به پلیمر‌های مصنوعی و پلاستیک وابسته‌اند، تیم تحقیقاتی تایلندی روشی کاملا سبک ابداع کرده است. در این روش، الیاف سلولزیکی برگ‌های آناناس با استفاده از چسب‌های طبیعی و لاتکس در هم تنیده شده‌اند، به‌گونه‌ای که حذف کل مواد شیمیایی سمی و پلاستیک از چرخه تولید محقق گردیده است. نتایج این پژوهش پیشگام در ژورنال معتبر منتشر و توسط رسانه‌های علمی چون به عنوان یک جایگزین پایدار و با صرفه اقتصادی برای متحول کردن صنعت چرم توصیف شده است.
چالش‌های جایگزین‌های فعلی چرم حیوانی
تا پیش از این، دو رده اصلی جایگزین‌ها وجود داشتند اول، چرم‌های بر پایه قارچ مانند که اگرچه زیستی بودند، اما مقاومت مکانیکی ضعیفی داشتند و در برابر برش و کشش سریعا دچار خرابی می‌شدند. دوم، چرم‌های ترکیبی گیاه‌ی مانند که علیرغم استفاده از الیاف طبیعی، برای افزایش دوام به شدت به رزین‌های پلاستیکی نیاز داشتند که قابلیت تجدید‌پذیری نهایی محصول را از بین می‌برد. چرم PALF این دو معضل را به طور همزمان حل کرده است هم کاملا زیست‌تخریب‌پذیر است و هم از استحکام فوق‌العاده‌ای برخوردار است.
مراحل کلیدی تولید چرم PALF از برگ تا صفحه
فرآیند تولید این متریال نوین، الهام‌گرفته از روش سنتی کاغذ‌سازی است اما با دقت مهندسی بالا اجرا می‌شود
- تهیه مواد اولیه برگ‌های ضایعه صنعت آناناس شسته، به قطعات ۶ می‌لی‌متری بریده و در محلول چسب طبیعی سبک قرار می‌گیرند.
- پاک‌سازی و جداسازی مواد غیر‌الیافی جدا شده و الیاف خالص PALF به دست می‌آیند. پژوهشگران دو نوع الیاف تولید کردند خالص و فای شده با سودیم هیدروکسید برای دستیابی به طیف وسیعی از خواص فیزیکی.
- تشکیل بافت الیاف روی قالب‌های مسطح چیده شده و در فرآیندی مشابه کاغذ‌سازی، به صورت صفحات منسجم در می‌آیند.
- پوشش و کیور لایه‌ای نازک از لاتکس طبیعی بر روی صفحات الیافی پاشیده شده و نهایی‌محصول ۲۴ ساعت در دمای ۷۰ درجه سانتی‌گراد تحت فشار قرار می‌گیرد تا بولیمریزاسیون کامل اتفاق بیفتد.
بررسی می‌کروسکوپی و نتایج آزمایشگاه
تصاویر می‌کروسکوپ الک‌ترونی اسکنینگ (SEM) بافتی متراکم، یکپارچه و بدون حفره‌های هوایی را نشان می‌دهد. در آزمون‌های استاندارد کشش و برش، چرم PALF عملکردی بی‌نظیر در میان رقبای زیستی خود ثبت کرده است
- مقاومت کششی ۱۲.۳ مگاپاسکال این عدد، ۶۰ برابر مقاومت چرم قارچی (۰.۲ مگاپاسکال) و سه برابر چرم معروف است.
- سختی و مقاومت برش بهینه مقادیر ثبت شده این پارامتر‌ها در محدوده ایده‌آل برای کاربرد در صنعت کفش، کیف و مبلمان قرار دارد.
رنگ‌آمیزی طبیعی و مقیاس‌پذیری صنعتی
تیم پژوهش برای اثبات قابلیت تطبیق با نیاز‌های طراحی، نمونه‌ها را با رنگدانه‌های کاملا طبیعی استخراج شده از هویج، قهوه و سایر منابع گیاه‌ی رنگ‌آمیزی کردند. این کار نشان می‌دهد که برای دستیابی به طیف رنگی متنوع، نیازی به رنگ‌های آلی سمی و فلزات سنگین نیست. با توجه به حجم عظیم ضایعه برگ آناناس در صنایع غذایی جهانی، تامین مواد اولیه برای تولید مقیاس‌پذیر این چرم، هیچ چالش لوجیستیکی نخواهد داشت.
آینده‌نگری اقتصاد دایره در عمل
ظهور چرم PALF تنها یک جایگزین مواد نیست، بلکه نماد تغییر پارادایم به سمت اقتصاد دایره است. تبدیل ضایعه کشاورزی (برگ آناناس) به یک متریال پرارزش، دوام‌دار و کاملا قابل بازگشت، دقیقا مدلی است که صنعت مد و اتومبیل‌سازی برای دستیابی به اهداف توسعه پایدار به دنبال آن هستند. با ادامه بهینه‌سازی‌های فرآیندی، انتظار می‌رود این متریال در عرض چند سال آینده سهم قابل توجه‌ی از بازار چرم‌های لوکس و فنی را تسخیر کند.
