Sürdürülebilir ahşap koruma için nanoteknoloji potansiyelinin araştırılması

Abstract

Ahşabın korunması, ahşap ürünlerin yapısal ve estetik özelliklerinin muhafaza edilmesinde büyük öneme sahiptir. Geleneksel yöntemler arasında kimyasal işlemler, koruyucular ve kaplamalar yer alsa da, çevresel ve sağlık açısından olumsuz etkileri nedeniyle sürdürülebilir alternatiflere ihtiyaç duyulmaktadır. Nanomalzemelerin kullanımı, ahşap koruması için yeni potansiyeller sunmaktadır. Bu çalışmada, lignoselülozik malzemelere emprenye yöntemiyle nanopartiküller uygulanarak masif ahşabın su ve yangın direnci artırılmıştır ve bu işlem için ek enerji gerekmeksizin gerçekleştirilmiştir. Bu çalışmanın amacı, büyük ölçekli üretim için daha maliyet-etkin ve enerji tasarruflu bir yaklaşım belirlemek ve ahşap endüstrisinde yeni ve rekabetçi malzemeler sunmaktır. Yüzey modifikasyonu ve karakterizasyon çalışmaları, SEM-EDX ve Optik Profilometre analizleri, termal mukavemet için TGA-DTA analizi, su direnci için % su alım testi ve renk değişim parametrelerini belirlemek için PCE-CSM 10 spektrofotometre kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Çinko oksit (ZnO), Kitosan (Ch) ve kalay dioksit (SnO2) nanopartikülleri ile işlevselleştirilmiş ahşap yüzeyler, sırasıyla %64.0 %71.0 ve %73.0 su alma değerleri sergilemiştir. TEOS ile silanizasyon işlemi sonrasında ise su alma değerleri ilgili yüzeyler için %58.0 %59.0 ve %60.0 olarak belirlenmiştir. TGA ve DTA sonuçlarına göre, W-ZnO-TEOS numunesi en yüksek kütle korumasını göstermiş ve 340-375°C'de %62.1 (5.717 mg), 381-439°C'de ise %14.4 (1.328 mg) ağırlık kaybı yaşanmıştır. Bunu takiben, W-SnO2-TEOS numunesi 301-353°C'de %46.3 (7,050 mg) ve 431-469°C'de %15.4 (2.345 mg) ağırlık kaybı sergilemiştir. W-Ch-TEOS numunesi ise 342-365°C'de %66.4 (8.242 mg) ve 448-476°C'de %18.8 (2.335 mg) ağırlık kaybı göstermiştir. Genel olarak, W-SnO2-TEOS numunesi en yüksek su direncini sergilerken, W-ZnO-TEOS numunesi yangın koruması açısından en etkili olduğu belirlenmiştir.