Fyrir nokkrum dögum birti Aniruddh Vashisth, prófessor við Háskólann í Washington, grein í alþjóðlega virta tímaritinu Carbon þar sem hann fullyrti að honum hefði tekist að þróa nýja gerð af kolefnisþráðasamsettu efni. Ólíkt hefðbundnu CFRP, sem ekki er hægt að gera við eftir að það hefur skemmst, er hægt að gera við ný efni ítrekað.
Þótt nýja CFRP viðhaldi vélrænum eiginleikum hefðbundinna efna, bætir það við nýjum kostum, þ.e. að hægt er að gera við það ítrekað með hita. Hiti getur lagað þreytuskemmdir á efninu og er einnig hægt að nota til að brjóta niður efnið þegar það þarf að endurvinna það í lok þjónustuferlisins. Þar sem ekki er hægt að endurvinna hefðbundið CFRP er mikilvægt að þróa nýtt efni sem hægt er að endurvinna eða gera við með varmaorku eða útvarpsbylgjuhitun.
Prófessor Vashisth sagði að hitagjafinn gæti tafið öldrunarferli nýs koltrefjastyrkts glerplasts endalaust. Strangt til tekið ætti þetta efni að kallast koltrefjastyrkt glerplast (vCFRP, Carbon Fiber Reinforced Vitrimers). Glerfjölliða (Vitrimers) er ný tegund fjölliðaefnis sem sameinar kosti hitaplasts og hitaherðandi plasts, sem franski vísindamaðurinn prófessor Ludwik Leibler fann upp árið 2011. Glerplastefnið notar kraftmikinn tengiefnaskiptaferil sem getur framkvæmt afturkræf efnatengjaskipti á kraftmikinn hátt þegar það er hitað, og á sama tíma viðhaldið þverbundinni uppbyggingu í heild sinni, þannig að hitaherðandi fjölliður geti verið sjálfgræðandi og endurunnin eins og hitaplastfjölliður.
Aftur á móti eru kolefnisþráðasamsett efni (e. carbon fiber reinforced resin matrix composite materials, CFRP) almennt kölluð kolefnisþráðastyrkt plastefni (e. kolefnisþráðastyrkt plastefni, CFRP) sem má skipta í tvo flokka: hitaherðandi eða hitaplast eftir mismunandi plastefnisbyggingu. Hitaherðandi samsett efni innihalda venjulega epoxy plastefni, þar sem efnasambönd geta varanlega sameinað efnið í einn líkama. Hitaplastsamsett efni innihalda tiltölulega mjúk hitaplast sem hægt er að bræða og endurvinna, en þetta mun óhjákvæmilega hafa áhrif á styrk og stífleika efnisins.
Efnatengi í vCFRP er hægt að tengja, aftengja og tengja aftur til að fá „milliveg“ milli hitaherðandi og hitaplastískra efna. Rannsakendur verkefnisins telja að glerþráðar geti orðið staðgengill fyrir hitaherðandi plastefni og komið í veg fyrir uppsöfnun hitaherðandi samsettra efna á urðunarstöðum. Rannsakendur telja að vCFRP muni marka mikla breytingu frá hefðbundnum efnum yfir í kraftmikil efni og muni hafa fjölda áhrifa hvað varðar kostnað yfir allan líftíma, áreiðanleika, öryggi og viðhald.
Nú á dögum eru vindmyllublöð eitt af þeim sviðum þar sem notkun CFRP er mikil og endurheimt blaða hefur alltaf verið vandamál á þessu sviði. Eftir að þjónustutími þeirra rann út voru þúsundir úreltra blaða fargað á urðunarstað, sem olli miklum áhrifum á umhverfið.
Ef hægt er að nota vCFRP til framleiðslu á blöðum, má endurvinna það og endurnýta það með einföldum hita. Jafnvel þótt ekki sé hægt að gera við og endurnýta meðhöndluðu blaðinu, þá er að minnsta kosti hægt að brjóta það niður með hita. Nýja efnið breytir línulegum líftíma hitaherðandi samsettra efna í hringlaga líftíma, sem verður stórt skref í átt að sjálfbærri þróun.
Ef hægt er að nota vCFRP til framleiðslu á blöðum, má endurvinna það og endurnýta það með einföldum hita. Jafnvel þótt ekki sé hægt að gera við og endurnýta meðhöndluðu blaðinu, þá er að minnsta kosti hægt að brjóta það niður með hita. Nýja efnið breytir línulegum líftíma hitaherðandi samsettra efna í hringlaga líftíma, sem verður stórt skref í átt að sjálfbærri þróun.
Birtingartími: 9. nóvember 2021
