Πριν από λίγες ημέρες, ο καθηγητής του Πανεπιστημίου της Ουάσινγκτον Aniruddh Vashisth δημοσίευσε ένα έγγραφο στο διεθνές έγκυρο περιοδικό Carbon, υποστηρίζοντας ότι είχε αναπτύξει με επιτυχία ένα νέο είδος σύνθετου υλικού ινών άνθρακα. Σε αντίθεση με το παραδοσιακό CFRP, το οποίο δεν μπορεί να επισκευαστεί μόλις καταστραφεί, τα νέα υλικά μπορούν να επισκευαστούν επανειλημμένα.
Διατηρώντας τις μηχανικές ιδιότητες των παραδοσιακών υλικών, το νέο CFRP προσθέτει ένα νέο πλεονέκτημα, δηλαδή, μπορεί να επισκευαστεί επανειλημμένα υπό τη δράση της θερμότητας. Η θερμότητα μπορεί να επιδιορθώσει τυχόν ζημιά κόπωσης του υλικού και μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί για την αποσύνθεση του υλικού όταν χρειάζεται να ανακυκλωθεί στο τέλος του κύκλου υπηρεσιών. Δεδομένου ότι το παραδοσιακό CFRP δεν μπορεί να ανακυκλωθεί, είναι σημαντικό να αναπτυχθεί ένα νέο υλικό που μπορεί να ανακυκλωθεί ή να επισκευαστεί χρησιμοποιώντας θέρμανση θερμικής ενέργειας ή ραδιοσυχνότητας.
Ο καθηγητής Vashisth δήλωσε ότι η πηγή θερμότητας μπορεί να καθυστερήσει επ 'αόριστον τη διαδικασία γήρανσης του νέου CFRP. Αυστηρά μιλώντας, αυτό το υλικό θα πρέπει να ονομάζεται ενισχυμένα με ενισχυμένα με ίνες άνθρακα (VCFRP, ενισχυμένα με ίνες άνθρακα). Το γυάλινο πολυμερές (Vitrimers) είναι ένας νέος τύπος πολυμερούς υλικού που συνδυάζει τα πλεονεκτήματα των θερμοπλαστικών και θερμοστοιχείων πλαστικών που εφευρέθηκαν από τον Γάλλο επιστήμονα καθηγητή Ludwik Leibler το 2011. και επανεπεξεργασμένα σαν θερμοπλαστικά πολυμερή.
Αντίθετα, τα σύνθετα υλικά σύνθετων ινών άνθρακα είναι σύνθετα υλικά ενισχυμένης ρητίνης ενισχυμένης από ίνες άνθρακα (CFRP), τα οποία μπορούν να χωριστούν σε δύο τύπους: θερμοσκληρυντικό ή θερμοπλαστικό σύμφωνα με τη διαφορετική δομή ρητίνης. Τα σύνθετα υλικά θερμοστοιχεία συνήθως περιέχουν εποξειδική ρητίνη, τους χημικούς δεσμούς στους οποίους μπορούν να εδραιώσουν μόνιμα το υλικό σε ένα σώμα. Τα θερμοπλαστικά σύνθετα περιέχουν σχετικά μαλακές θερμοπλαστικές ρητίνες που μπορούν να λιώσουν και να επανεγκατασταθούν, αλλά αυτό θα επηρεάσει αναπόφευκτα τη δύναμη και την ακαμψία του υλικού.
Οι χημικοί δεσμοί στο VCFRP μπορούν να συνδεθούν, να αποσυνδεθούν και να επανασυνδεθούν για να ληφθούν ένα "μεσαίο έδαφος" μεταξύ θερμοσίεσης και θερμοπλαστικών υλικών. Οι ερευνητές του έργου πιστεύουν ότι τα βιτριμήρες μπορούν να αποτελέσουν υποκατάστατο των ρητινών θερμοστοιχείων και να αποφύγουν τη συσσώρευση θερμοθετημένων σύνθετων υλικών σε χώρους υγειονομικής ταφής. Οι ερευνητές πιστεύουν ότι το VCFRP θα γίνει μια σημαντική μετατόπιση από τα παραδοσιακά υλικά σε δυναμικά υλικά και θα έχει μια σειρά επιπτώσεων όσον αφορά το κόστος του κύκλου ζωής, την αξιοπιστία, την ασφάλεια και τη συντήρηση.
Επί του παρόντος, οι λεπίδες των ανεμογεννητριών είναι μία από τις περιοχές όπου η χρήση του CFRP είναι μεγάλη και η ανάκτηση των λεπίδων ήταν πάντα ένα πρόβλημα σε αυτόν τον τομέα. Μετά τη λήξη της περιόδου εξυπηρέτησης, χιλιάδες συνταξιούχοι λεπίδες απορρίφθηκαν στον χώρο υγειονομικής ταφής με τη μορφή χώρου υγειονομικής ταφής, γεγονός που προκάλεσε τεράστιο αντίκτυπο στο περιβάλλον.
Εάν το VCFRP μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την κατασκευή λεπίδων, μπορεί να ανακυκλωθεί και να επαναχρησιμοποιηθεί με απλή θέρμανση. Ακόμη και αν η επεξεργασμένη λεπίδα δεν μπορεί να επισκευαστεί και να επαναχρησιμοποιηθεί, τουλάχιστον μπορεί να αποσυντεθεί από τη θερμότητα. Το νέο υλικό μετατρέπει τον γραμμικό κύκλο ζωής των θερμοτολογικών σύνθετων υλικών σε έναν κυκλικό κύκλο ζωής, ο οποίος θα είναι ένα μεγάλο βήμα προς την αειφόρο ανάπτυξη.
Εάν το VCFRP μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την κατασκευή λεπίδων, μπορεί να ανακυκλωθεί και να επαναχρησιμοποιηθεί με απλή θέρμανση. Ακόμη και αν η επεξεργασμένη λεπίδα δεν μπορεί να επισκευαστεί και να επαναχρησιμοποιηθεί, τουλάχιστον μπορεί να αποσυντεθεί από τη θερμότητα. Το νέο υλικό μετατρέπει τον γραμμικό κύκλο ζωής των θερμοτολογικών σύνθετων υλικών σε έναν κυκλικό κύκλο ζωής, ο οποίος θα είναι ένα μεγάλο βήμα προς την αειφόρο ανάπτυξη.
Χρόνος δημοσίευσης: Νοέμβριος-09-2021
