CENTRUM.CZ > Techzpravy.cz > dnes, 13:00

Vědci vyvinuli nový druh plastu, který řeší všechny problémy

Sdílet

Moderní strojírenství potřebuje lehké materiály, které jsou pevnější než ocel, odolávají extrémním teplotám a jsou dostatečně pružné. V této souvislosti představili američtí vědci nové schopnosti aromatického termosetového kopolymeru (ATSP), mimořádně odolného a recyklovatelného plastu.

Zdroj: Photo by FlyD

ATSP, materiál se schopností samoopravy a obnovy tvaru, si po použití zachovává svou pevnost. Výzkum byl podpořen americkým ministerstvem obrany a podílely se na něm Texaská univerzita A&M a Univerzita v Tulse. Studii vedli doktoři Mohammad Naraghi a Andreas Polycarpou, kteří analyzovali ATSP při namáhání, vysokých teplotách a poškození. Potvrdili, že s uhlíkovými vlákny je ATSP několikanásobně pevnější než ocel a lehčí než hliník, což je ideální tam, kde je rozhodující hmotnost.

Unikátní druh polymeru

Na rozdíl od tradičních plastů lze ATSP průběžně recyklovat, což je atraktivní možnost, jak snížit množství odpadu, aniž by to bylo na úkor výkonu. Dr. Naraghi vysvětlil, že vyztužený ATSP lze rozdrtit, přetvořit a znovu použít v několika cyklech, aniž by to mělo vliv na chemické složení nebo trvanlivost.

Pro vyhodnocení jeho pevnosti byly provedeny cyklické zkoušky tečení a únavy. Byly identifikovány dvě klíčové teploty: teplota skelného přechodu a teplota zeskelnění. ATSP zahřátý na teplotu 160 °C vydržel stovky zátěžových tepelných cyklů a po samoopravě se jeho trvanlivost dokonce zvýšila.

Mohlo by vás zajímat: Jaderná válka není hrozbou pro lidstvo. Její konec ale ano

Video k článku ZDE

Zdroj: Youtube.com

V náročnějším testu byl materiál vystaven pěti cyklům silného poškození (280 °C). Po dvou cyklech získal zpět téměř celou svou pevnost. Přestože po pátém cyklu klesla účinnost na 80 % v důsledku mechanické únavy, jeho chemická stabilita zůstala zachována. Snímkování ukázalo, že opravený kompozit v podstatě odpovídá své původní struktuře, s malým opotřebením.

Výzkum, financovaný americkým ministerstvem obrany (AFOSR) a ve spolupráci s ATSP Innovations, publikoval své výsledky v časopisech _Macromolecules_ a _Journal of Composite Materials_. Tyto výsledky ukazují na budoucnost, kdy vysoce výkonné plasty nejen odolávají nepříznivým podmínkám, ale mohou se také přizpůsobit a zotavit z poškození, čímž se nově definují očekávání ohledně pevnosti, bezpečnosti a udržitelnosti ve výrobě.

Dopad na životní prostředí a budoucnost ATSP

Vývoj plastů, jako je ATSP, slibuje nejen zvýšení účinnosti a bezpečnosti v průmyslových odvětvích, ale nabízí také potenciální řešení rostoucí krize plastového odpadu. Podle zprávy OSN se ročně vyrobí více než 300 milionů tun plastů, z nichž se jen malé procento skutečně recykluje. Schopnost ATSP recyklovat, aniž by ztratil své mechanické vlastnosti, by mohla způsobit revoluci v nakládání s plastovým odpadem a výrazně snížit množství plastů, které končí na skládkách a v oceánech.

Kromě toho by používání recyklovatelných a odolných materiálů, jako je ATSP, mohlo snížit závislost na fosilních palivech, protože výroba tradičních plastů je energeticky a surovinově náročný proces. Zavedení recyklovatelných polymerů by mohlo snížit uhlíkovou stopu plastikářského průmyslu a přispět tak k celosvětovému úsilí v boji proti změně klimatu.

Video k článku ZDE

Zdroj: Youtube.com

V budoucnu se pravděpodobně dočkáme širší integrace materiálů, jako je ATSP, do každodenních aplikací, od automobilových součástek až po elektronická zařízení. S technologickým pokrokem by se mohly snížit náklady na výrobu těchto materiálů, čímž by se staly dostupnějšími pro různá průmyslová odvětví.

ATSP představuje významný pokrok ve vědě o materiálech, který má potenciál změnit nejen způsob, jakým vyrábíme výrobky, ale také jak nakládáme s plastovým odpadem. Tento druh inovací má zásadní význam pro přechod k udržitelnější a efektivnější budoucnosti.