ساخت پنل‌های آکوستیکی با استفاده از الیاف طبیعی کنف

به گزارش گروه علم و آموزش، آلودگی صوتی، یکی از تهدیدات اصلی در جوامع بشری محسوب شده و می‌تواند روی کیفیت زندگی، میزان بهره وری، سلامت جسمی و روان‌شناختی افراد و همچنین میزان طول عمر سازه‌ها اثرگذار باشد. این معضل را می‌توان به‌ وسیله نصب جاذب‌های آکوستیکی ساخته‌شده از مواد متخلخل مانند الیاف طبیعی کنترل کرد.

استفاده از الیاف طبیعی به عنوان مواد متخلخل در ساخت جاذب‌های صوتی به علت دارا بودن ویژگی‌هایی مانند زیست‌تخریب‌پذیر بودن، وزن سبک، چگالی کم، مقاومت الکتریکی بالا، استحکام ویژه قابل‌ قبول، عدم ایجاد آثار التهابی روی پوست، قیمت مناسب و غیرسمی بودن به عنوان یک "فرآیند سبز" (فرآیند دوستدار محیط زیست) توجه زیادی را به خود اختصاص داده است.

طبق اعلام واحد علوم و تحقیقات دانشگاه آزاد اسلامی، علی کاظمی تبریزی محقق و پژوهشگر این واحد دانشگاهی در مورد اختراع خود می گوید: در این اختراع به‌ جای استفاده از الیاف درختان جنگلی، از گیاه کَنَف (نام علمی: Hibiscus cannabinus) برای ساخت دیوار آکوستیک استفاده شده است.

وی با بیان این مطلب که کنف گیاهی یکساله، دولپه‌ای و گلدار، با ریشه‌هایی متراکم، عمیق و سفیدرنگ است، ادامه داد: ساقه این گیاه نسبتاً علفی و اکثراً بدون انشعاب است. طول ساقه این گیاه به ۳ متر و قطر آن تا ۲ سانتی‌متر می‌رسد. جاذب‌های آکوستیکی ساخته شده از این الیاف به دلیل داشتن شبکه‌هایی از حفره‌های به‌هم‌پیوسته، در هنگام اندرکنش موج صوتی با دیواره‌های آن‌ها، انرژی صوتی را به انرژی حرارتی تغییر می‌دهند و در بسیاری از مطالعات نتایج مطلوب‌تری در زمینه جذب آکوستیکی نسبت به الیاف مصنوعی از خود نشان داده‌اند.

این دانش آموخته دکترای منابع طبیعی علوم صنایع چوب و کاغذ واحد علوم و تحقیقات، ادامه داد: نیاز مبرم کنترل صدا در محیط‌های شغلی و ساختمانی با استفاده از الیاف طبیعی، به عنوان یک راهکار قابل قبول از منظر صرفه اقتصادی و زیست محیطی و یک جایگزین مناسب برای الیاف مصنوعی، بیش از پیش احساس می‌شود. بر این اساس، اختراع حاضر با هدف ساخت جاذب‌های آکوستیکی از الیاف طبیعی کنف صورت گرفت.

وی با بیان این مطلب که برای ساخت این جاذب، ضایعات الیاف طبیعی کنف پس از جمع آوری با استفاده از آب مقطر شستشو داده شدند، گفت: نمونه‌ها پس از خشک شدن به اندازه‌های کوچک بریده شده و جهت به دست آوردن مش یکسان از الک‌هایی به روزنه 2 میلی مترعبور داده شدند. جهت همبندی الیاف مربوطه (کنارهم گذاشتن الیاف منفرد)، از یک پلیمر زیست تخریب‌پذیر استفاده شد.

به گفته این محقق، در مرحله بعد، نمونه های مورد نظر (به شکل الیاف توده شده) در درون قالبی مطابق با ابعاد لوله آمپدانس، یعنی به قطر داخلی ۱۰ و ۳ سانتی متری به ضخامت های ۱۰، ۲۰، ۳۰ و ۴۰ میلیمتر با چگالی ثابت ۱۵۰ کیلوگرم بر مترمکعب ساخته شده و اثر فاصله‌های هوایی (در پشت جاذب) بر ضرایب جذب صوتی مورد بررسی قرار گرفت. بررسی ویژگی آکوستیکی جاذب ساخته شده با آزمایشات تجربی صورت گرفته با لوله آمپدانس نشان داد که جاذب صوتی ساخته شده از الیاف طبیعی کنف، ضریب جذب مطلوب و چشمگیری در فرکانس‌های میانی و بالا دارد به طوری که پیک ضریب جذب (ضریب جذب بالای ۹/۰ درصد) این جاذب با ضخامت ۴۰ میلیمتر از فرکانس ۱۵۰۰ تا ۶۳۰۰ اتفاق افتاد که کارآمدی جاذب را در محدوه فرکانس میانی و بالا نشان می‌دهد.

کاظمی تبریزی تصریح کرد: ساخت این جاذب آکوستیکی در زمینه‌های کنترل صدا در بسیاری از محیط‌ها از جمله، صنایع، محیط‌های خانگی، شهرسازی، ساخت پناهگاه‌های صوتی، عایق بندی ابزار و تجهیزات و در تمامی موارد کنترلی صدا جهت جایگزینی الیاف طبیعی به‌جای الیاف مصنوعی قابل استفاده است.

وی افزود: در این اختراع افتخار همکاری با اساتید بزرگوار دکتر ابراهیم تابان عضو هیات علمی دانشگاه علوم پزشکی مشهد، دکتر احسان سمائی، دکتر حسن اصیلیان و دکتر علی خوانین اعضاء هیات علمی دانشگاه تربیت مدرس را داشتم.

عناوینی همچون مخترع برتر باشگاه پژوهشگران جوان و نخبگان در سال ۱۳۹۴ در خانه ملت، دانشجوی نمونه دکترای کشوری در سال ۱۳۹۸ و برگزیده بنیاد علمی البرز (نوبل ایران) در سال ۱۳۹۸، موفق به ثبت ۱۱ اختراع و چاپ ۳۰ مقاله نمایه شده در ISC ,ISI، مقالات علمی و پژوهشی، ۶ طرح پژوهشی و مولف دو عنوان کتاب، نمونه‌ای از فعالیت‌های علمی و پژوهشی، علی کاظمی تبریزی دانش آموخته دکترای منابع طبیعی علوم صنایع چوب و کاغذ از دانشکده منابع طبیعی و محیط زیست واحد علوم و تحقیقات است.