ไม่กี่วันที่ผ่านมาศาสตราจารย์แห่งมหาวิทยาลัยวอชิงตัน Aniruddh Vashisth ตีพิมพ์บทความในวารสารคาร์บอนวารสารที่มีอำนาจระหว่างประเทศโดยอ้างว่าเขาได้พัฒนาวัสดุคอมโพสิตคาร์บอนไฟเบอร์ชนิดใหม่ที่ประสบความสำเร็จ ซึ่งแตกต่างจาก CFRP แบบดั้งเดิมซึ่งไม่สามารถซ่อมแซมได้เมื่อได้รับความเสียหายวัสดุใหม่สามารถซ่อมแซมได้ซ้ำ ๆ
ในขณะที่รักษาคุณสมบัติเชิงกลของวัสดุดั้งเดิม CFRP ใหม่จะเพิ่มข้อได้เปรียบใหม่นั่นคือสามารถซ่อมแซมได้ซ้ำ ๆ ภายใต้การกระทำของความร้อน ความร้อนสามารถซ่อมแซมความเสียหายของความเหนื่อยล้าของวัสดุและยังสามารถใช้ในการย่อยสลายวัสดุเมื่อจำเป็นต้องรีไซเคิลในตอนท้ายของรอบการบริการ เนื่องจาก CFRP แบบดั้งเดิมไม่สามารถรีไซเคิลได้จึงเป็นสิ่งสำคัญในการพัฒนาวัสดุใหม่ที่สามารถนำกลับมาใช้ใหม่หรือซ่อมแซมได้โดยใช้พลังงานความร้อนหรือความร้อนด้วยคลื่นวิทยุ
ศาสตราจารย์ Vashisth กล่าวว่าแหล่งความร้อนสามารถชะลอกระบวนการชราของ CFRP ใหม่ได้อย่างไม่มีกำหนด การพูดอย่างเคร่งครัดวัสดุนี้ควรเรียกว่า vitrimers เสริมคาร์บอนไฟเบอร์ (VCFRP, vitrimers เสริมคาร์บอนไฟเบอร์) แก้วพอลิเมอร์ (vitrimers) เป็นวัสดุพอลิเมอร์ชนิดใหม่ที่รวมข้อดีของพลาสติกเทอร์โมพลาสติกและเทอร์โมเซตติ้งที่คิดค้นโดยศาสตราจารย์นักวิทยาศาสตร์ชาวฝรั่งเศส Ludwik Leibler ในปี 2011 วัสดุ Vitrimers ใช้กลไกการแลกเปลี่ยนพันธะแบบไดนามิก การรักษาด้วยตนเองและการประมวลผลซ้ำเช่นพอลิเมอร์เทอร์โมพลาสติก
ในทางตรงกันข้ามวัสดุคอมโพสิตคาร์บอนไฟเบอร์คือวัสดุผสมคาร์บอนไฟเบอร์เสริมเมทริกซ์เมทริกซ์ (CFRP) ซึ่งสามารถแบ่งออกเป็นสองประเภท: เทอร์โมเซตหรือเทอร์โมพลาสติกตามโครงสร้างเรซินที่แตกต่างกัน วัสดุคอมโพสิต Thermosetting มักจะมีอีพอกซีเรซินพันธะเคมีซึ่งสามารถรวมวัสดุเข้ากับร่างกายได้อย่างถาวร คอมโพสิตเทอร์โมพลาสติกมีเรซินเทอร์โมพลาสติกที่ค่อนข้างอ่อนซึ่งสามารถละลายและประมวลผลซ้ำได้ แต่สิ่งนี้จะส่งผลกระทบต่อความแข็งแรงและความแข็งของวัสดุอย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้
พันธะเคมีใน VCFRP สามารถเชื่อมต่อตัดการเชื่อมต่อและเชื่อมต่อใหม่เพื่อให้ได้ "พื้นกลาง" ระหว่างเทอร์โมเซตและวัสดุเทอร์โมพลาสติก นักวิจัยโครงการเชื่อว่า Vitrimers สามารถทดแทนเรซิน thermosetting และหลีกเลี่ยงการสะสมของคอมโพสิต thermosetting ในหลุมฝังกลบ นักวิจัยเชื่อว่า VCFRP จะกลายเป็นการเปลี่ยนแปลงที่สำคัญจากวัสดุดั้งเดิมไปสู่วัสดุแบบไดนามิกและจะมีชุดของผลกระทบในแง่ของค่าใช้จ่ายวงจรชีวิตเต็มรูปแบบความน่าเชื่อถือความปลอดภัยและการบำรุงรักษา
ในปัจจุบันใบมีดกังหันลมเป็นหนึ่งในพื้นที่ที่การใช้งาน CFRP มีขนาดใหญ่และการกู้คืนของใบมีดเป็นปัญหาในสาขานี้เสมอ หลังจากการหมดอายุของระยะเวลาการให้บริการใบมีดที่เกษียณหลายพันคนถูกทิ้งในหลุมฝังกลบในรูปแบบของการฝังกลบซึ่งทำให้เกิดผลกระทบอย่างมากต่อสิ่งแวดล้อม
หาก VCFRP สามารถใช้สำหรับการผลิตใบมีดอาจนำกลับมาใช้ใหม่และนำกลับมาใช้ใหม่โดยการให้ความร้อนอย่างง่าย แม้ว่าใบมีดที่ได้รับการรักษาจะไม่สามารถซ่อมแซมและนำกลับมาใช้ใหม่ได้อย่างน้อยก็สามารถสลายตัวได้ด้วยความร้อน วัสดุใหม่เปลี่ยนวัฏจักรชีวิตเชิงเส้นของคอมโพสิตเทอร์โมเซตให้กลายเป็นวงจรชีวิตวงจรซึ่งจะเป็นก้าวสำคัญในการพัฒนาอย่างยั่งยืน
หาก VCFRP สามารถใช้สำหรับการผลิตใบมีดอาจนำกลับมาใช้ใหม่และนำกลับมาใช้ใหม่โดยการให้ความร้อนอย่างง่าย แม้ว่าใบมีดที่ได้รับการรักษาจะไม่สามารถซ่อมแซมและนำกลับมาใช้ใหม่ได้อย่างน้อยก็สามารถสลายตัวได้ด้วยความร้อน วัสดุใหม่เปลี่ยนวัฏจักรชีวิตเชิงเส้นของคอมโพสิตเทอร์โมเซตให้กลายเป็นวงจรชีวิตวงจรซึ่งจะเป็นก้าวสำคัญในการพัฒนาอย่างยั่งยืน
เวลาโพสต์: พ.ย.-09-2021