Ar Awst 8fed, 2023, adroddodd cyhoeddiad cyflym yn y cyfnodolyn Nature y canfyddiadau ymchwil diweddaraf gan dîm yr Athro Shuai Li o'r Coleg Peirianneg Deunydd ym Mhrifysgol Amaethyddiaeth a Choedwigaeth Fujian. Mae'r tîm wedi llwyddo i oresgyn heriau technegol gludyddion pren traddodiadol sy'n seiliedig ar lignin, gan gynnwys prosesau paratoi cymhleth, costau uchel, a pherfformiad gwael. Maent wedi defnyddio lignin gweithgaredd uchel i ddatblygu gludydd pren wedi'i seilio ar lignin gwyrdd newydd gyda phriodweddau bondio rhagorol, sy'n dangos addewid fel dewis arall delfrydol i gludyddion swmp sy'n seiliedig ar betrocemegol.
Defnyddir cyfansoddion pren wedi'u peiriannu, megis byrddau gronynnau, yn eang mewn amrywiol feysydd gan gynnwys adeiladu ac addurno mewnol. Mae cynhyrchiad blynyddol Tsieina o bren peirianyddol yn fwy na 300 miliwn metr ciwbig, gan ddod yn gyntaf yn y byd. Ar hyn o bryd, y gludyddion a ddefnyddir yn gyffredin ar gyfer y cyfansoddion pren hyn yw resinau urea-formaldehyd a ffenol-fformaldehyd, sy'n dibynnu'n bennaf ar adnoddau petrocemegol ac yn aml yn dioddef o allyriadau fformaldehyd. Er mwyn lleihau dibyniaeth ar adnoddau ffosil, mae'r diwydiant wedi troi ei sylw at ddefnyddio lignin o fiomas lignocellulosig adnewyddadwy yn lle ffenol yn rhannol, gan arwain at ddatblygu resinau lignin-ffenol-formaldehyd. Fodd bynnag, mae lignin diwydiannol yn arddangos anwedd difrifol ac adweithedd isel yn ystod y broses wahanu, gan arwain at gludyddion â pherfformiad bondio israddol, lliw tywyllach, cost uwch, ac anallu i oresgyn allyriadau fformaldehyd yn llwyr. O ganlyniad, mae diddordeb cynyddol yn y cymunedau academaidd a diwydiannol i ddatblygu gludyddion pren cost isel, perfformiad uchel a diwenwyn gan ddefnyddio bioddeunyddiau gwyrdd a charbon isel.
Wedi'u hysbrydoli gan allu lignin i rwymo cellwlos a hemicellwlos mewn biomas lignocellwlosig mewn modd tebyg i lud, tynnodd yr Athro Shuai Li a'i dîm lignin hynod weithgar o bren a gweddillion amaethyddol i greu gludydd pren newydd wedi'i seilio ar lignin gwyrdd. Gyda'r glud hwn, maent yn cynhyrchu pren haenog o ansawdd uchel yn llwyddiannus o fewn ystod tymheredd eang o 100 i 190 gradd Celsius, gan gynnig manteision megis synthesis gwyrdd, prosesu syml, perfformiad rhagorol, a chost isel.
Datgelodd nodweddu rhyngwyneb microsgopig fod mecanwaith adlyniad y gludydd pren sy'n seiliedig ar lignin yn ymwneud yn bennaf â meddalu lignin a threiddiad a llenwi lignin wedi'i feddalu i fannau rhynggellog fel llestri. Gan ddefnyddio technegau fel cyseiniant magnetig niwclear dau-ddimensiwn a sbectrosgopeg micro-isgoch, canfuwyd bod y lignin yn y glud yn mynd trwy hunan-groesgysylltu yn y fan a'r lle ac yn ffurfio croesgysylltiadau â lignin brodorol mewn cellfuriau planhigion. Yn gyffredinol, mae'r glud sy'n seiliedig ar lignin yn cyflawni bondio ffisegol a chemegol yn y rhyngwyneb, gan alluogi cynhyrchu cynhyrchion pren gwyrdd, carbon isel yn effeithlon.
Mae'r erthygl estynedig hon yn rhoi disgrifiad mwy manwl ac academaidd o ddatblygiad y gludydd pren newydd sy'n seiliedig ar lignin. Mae'r ymchwil a gynhaliwyd gan dîm yr Athro Shuai Li yn cynnig cipolwg gwerthfawr ar ddull paratoi a mecanwaith bondio'r glud gwyrdd hwn. Mae'n paratoi'r ffordd ar gyfer cymhwyso gludyddion pren sy'n seiliedig ar lignin yn y diwydiant pren peirianyddol. Mae gan y canfyddiadau werth academaidd sylweddol a rhagolygon cymhwyso ymarferol, gan gyfrannu at ddatblygiad technoleg gludiog sy'n seiliedig ar lignin a gwireddu nodau datblygu cynaliadwy.