عاجل | اكتشف العلماء استخدامًا جديدًا مذهلاً لبقايا القهوة المطحونة: ScienceAlert

اكتشف العلماء في كوريا الجنوبية استخدامًا جديدًا ذكيًا لكبار السن قهوة الأسباب: العزل.

قام فريق من جامعة جيونبوك الوطنية (JBNU) بتحويل مخلفات القهوة إلى مادة فعالة في العزل مثل المواد المستخدمة حاليًا في المباني.

والميزة هي أن المادة الجديدة مصنوعة من مصادر متجددة بدلا من الوقود الأحفوري، وعندما يحين وقت التخلص منها، فهي قابلة للتحلل بيولوجيا.

"يتم إنتاج نفايات القهوة على نطاق واسع في جميع أنحاء العالم، ولكن ينتهي الأمر بمعظمها في مدافن النفايات أو يتم حرقها". يقول سيونج يون كيم، مهندس مواد في JBNU.

"يُظهر عملنا أنه يمكن إعادة تدوير هذا التدفق الوافر من النفايات إلى مادة عالية القيمة تعمل بالإضافة إلى منتجات العزل التجارية بينما تكون أكثر استدامة بكثير."

بشكل جماعي، يشرب العالم 2.25 مليار كوب من القهوة كل يوم – وهذا يترجم إلى كمية كبيرة من القهوة المطحونة المهملة. يتم حرق أو دفن معظم هذه النفايات، وهو أمر ضار بالبيئة إلقاءها في البالوعة.

وبدلا من ذلك، يجد العلماء بشكل متزايد أشياء أكثر فائدة للقيام بها مع القهوة القديمة. لقد استكشفت الدراسات الحديثة إضافة الأشياء إلى أسمنت وغيرها مواد الرصف، استخدامه ل إزالة مبيدات الأعشاب من البيئة، وحتى استخراجها مركبات دوائية جديدة منه.

في الدراسة الجديدة، قام فريق JBNU بالتحقيق في مدى كفاءة القهوة المطحونة كمواد عازلة للحرارة.

أولاً، تم تجفيف بقايا القهوة في فرن بدرجة حرارة 80 درجة مئوية (176 درجة فهرنهايت) لمدة أسبوع. ثم تم طهيها في درجات حرارة أعلى بكثير لإنتاج مادة غنية بالكربون تعرف باسم الفحم الحيوي.

بعد ذلك، تمت معالجة هذا الفحم الحيوي بمذيبات صديقة للبيئة - الماء، والإيثانول، والبروبيلين جليكول - ثم تم مزجه مع بوليمر طبيعي يسمى إيثيل السليلوز. وأخيرًا، يتم ضغط الخليط المسحوق وتسخينه ليصبح مادة مركبة.

يعمل البوليمر على تثبيت الفحم الحيوي، بينما تتم إضافة المذيبات لمنع البوليمر من سد مسام المادة. تعتبر هذه المسام خاصية مهمة: فهي تحبس الهواء، وهو عازل فعال للغاية ضد الحرارة.

مادة الموصلية الحرارية يتم التعبير عنها بالواط لكل متر لكل كلفن - في الأساس، مقدار الطاقة الحرارية (واط) التي سوف تمر عبر مادة ذات سمك معين (أمتار) بالنظر إلى اختلاف درجة الحرارة (كلفن) بين الجانبين.

المواد ذات الموصلية أقل من 0.07 واط لكل متر لكل كلفن تعتبر بشكل عام عوازل. تتميز النسخة الأكثر فعالية من المركب القائم على القهوة لفريق JBNU بموصلية حرارية تبلغ 0.04 واط لكل متر لكل كلفن فقط.

وفي الاختبارات المعملية، وضع الباحثون مجموعة من المواد العازلة، بما في ذلك المادة التي تحتوي على القهوة، أسفل خلية شمسية وقاموا بقياس درجة حرارة الهواء في غرفة صغيرة أسفل الخلية.

هذا النموذج الصغير المثبت على الطاولة يكرر كيف يمنع العزل الحرارة الزائدة المنبعثة من الألواح الشمسية، ويمنعها من اختراق أسطح المنازل وتدفئة المنازل.

ظل الإصدار الذي يحتوي على المادة الجديدة أكثر برودة باستمرار من الإصدار الذي لا يحتوي عليه.

وكان أداء المادة الجديدة على قدم المساواة مع أداء البوليسترين الممدد، وهو أحد أفضل المواد العازلة التجارية المتوفرة حاليًا.

لكن الفرق هو أن البوليسترين عبارة عن بوليمر اصطناعي مصنوع من الوقود الأحفوري، وبالتالي فإن إنتاجه والتخلص منه في نهاية المطاف يكون أكثر ضررًا على البيئة.

وفي اختبارات القابلية للتحلل الحيوي، فقدت المادة التي أساسها القهوة أكثر من 10% من وزنها بعد ثلاثة أسابيع فقط. ومن ناحية أخرى، ظل البوليسترين دون تغيير بشكل أساسي بعد نفس الفترة من الوقت.

متعلق ب: اكتشف العلماء استخدامًا عمليًا مذهلاً لمخلفات قشرة الفول السوداني

ويشير الباحثون إلى أن هذا النوع من المواد يمكن استخدامه بشكل أفضل للعزل في المباني، والحفاظ على برودة المناطق الداخلية حتى أثناء عمل الخلايا الشمسية بجد على الأسطح.

"هذا النهج لا يحسن الأداء المادي فحسب، بل يساهم أيضًا في الاقتصاد الدائري." يقول كيم.

"من خلال تحويل النفايات إلى منتج وظيفي، يمكننا تقليل الأعباء البيئية مع خلق فرص جديدة للمواد المستدامة."

وقد نشر البحث في المجلة الفحم الحيوي.