العلماء يحولون القش من القمح إلى عامل تحديد حجم الخيوط المعتمدة على الأحياء
في حقول القمح الواسعة في المملكة العربية السعودية، منتج زراعي ثانوي يعتبر منذ فترة طويلة نفايات يتم تحويله إلى صناعة النسيج تغير اللعبة.طوّر الباحثون طريقة لتحويل قش القمح إلى كربوكسيميثيل سيلولوز عالي الأداء، التي توفر مزايا بيئية واقتصادية على حد سواء على المواد النسيجية التقليدية.
تصنيع النسيج الحديث يضع ضغوطا هائلا على الخيوط أثناء النسيج. الطلبات الميكانيكية من الخيوط عالية السرعة تتطلب الخيوط لتحمل التمدد المستمر، الاحتكاك،والانحناء مع الحفاظ على سلامة الهيكلوقد اعتمدت حلول القياس التقليدية للطلاءات الوقائية المطبقة على الخيوط بشكل أساسي على نشاط الذرة و الكحول البوليفينيل (PVA) و CMC التجاري ، كل منها له قيود كبيرة.
النشا الذرة ، على الرغم من أنه غير مكلف ، يعاني من ضعف قوة الرطوبة وخصائص تشكيل الفيلم. يقدم PVA أداءً ممتازًا ولكنه يثير مخاوف بيئية بسبب ضعف قابليته للتحلل البيولوجي.يقدم CMC التجاري بديلاً أكثر ملاءمة للبيئة ولكنه يأتي بتكاليف إنتاج أعلىأدت هذه الفجوة التكنولوجية إلى الحاجة الملحة إلى بدائل مستدامة وفعالة من حيث التكلفة.
لقد حدد الباحثون السعوديون فرصة في حوالي 700 ألف طن من قش القمح الذي يتم التخلص منه سنوياً بعد الحصاداكتشفوا أن القشة تحتوي على 41% من الخلايا الخلوية α، المواد الخام الأساسية لإنتاج CMC،، مما يجعلها مناسبة بشكل خاص للتجهيز.
جاء الاختراق من خلال عملية استخراج وتوليف محسنة. باستخدام معالجة الكلوريت الحمضي والمعالجة القلوية ، حقق الباحثون نقاءً بنسبة 90٪ في استخراج السليلوز.ردود الفعل التأثيرية اللاحقة تنتج CMC ws مع 99٪ نقاء ٪ مقاييس استثنائية للتطبيقات الصناعية.
أظهرت الاختبارات الصارمة تفوق CMC ws على العديد من مقاييس أداء المنسوجات:
قوة الالتصاق:تشكلت CMCs أشرطة وقائية قوية حول ألياف الخيوط مع زيادة قوة الكسر بشكل ملحوظ عند التركيزات أعلى من 0.5٪.
خصائص التماسك:في حين أن PVA أظهرت قوة فيلم أفضل قليلاً ، أظهرت CMC ws تماسكًا كافًا لحماية الخيوط أثناء عمليات النسيج.
تسوية السطح:كشف المجهر الإلكتروني عن قدرة CMC ws المذهلة على تقليل الشعر في الخيط، مما يخلق أسطح أكثر سلاسة والتي تقلل من مضاعفات النسيج.
المقاومة للكسر:الخيوط المعالجة تحملت الإجهادات الميكانيكية للخيوط السريعة بالمقارنة مع البدائل المعالجة بـ PVA.
أثبتت مقاييس قابلية CMC للتحلل البيولوجي استثنائية، مع نسبة BOD5/COD من 0.50 ٪ تتجاوز بكثير PVA 0.20هذا يشير إلى تفكيك طبيعي أسرع بشكل ملحوظ ، مما يقلل من التأثير البيئي.إزالة نظيفة بالماء الساخن لتبسيط عمليات ما بعد النسيج.
ربما الأكثر إقناعًا هي ميزة تكلفة CMC ws. إنتاج النفايات الزراعية يخلق أسعار أقل بكثير من PVA ، في حين لا يزال الأداء تنافسيًا.هذا المزيج من الاستدامة والاقتصاد يضع CMC ws كحل تحويلي لمصنعي النسيج الذين يواجهون كل من اللوائح البيئية وضغوط التكاليف.
هذا الابتكار السعودي يمثل أكثر من مجرد إنجاز تقني، فهو يوضح كيف يمكن للمنتجات الجانبية الزراعية أن تصبح موارد صناعية قيمة.في حين تبحث صناعة النسيج عن حلول مستدامة، CMC ws يقدم نموذجًا لنماذج الاقتصاد الدائري التي تفيد المنتجين والكوكب على حد سواء.
يفتح البحث إمكانيات لتوسيع تطبيقات CMC القش القمح عبر قطاعات النسيج مع إلهام ابتكارات مماثلة من النفايات إلى الموارد في جميع أنحاء العالم.,واستدامة، وفعالية التكلفة، CMCs قد تحدد مستقبل تصنيع النسيج.
