Naukowcy z Niemiec i Holandii badają nowe, przyjazne dla środowiskaPLAMateriały. Celem jest opracowanie zrównoważonych materiałów do zastosowań optycznych, takich jak reflektory samochodowe, soczewki, tworzywa sztuczne odblaskowe czy światłowody. Obecnie produkty te są zazwyczaj wykonane z poliwęglanu lub PMMA.
Naukowcy chcą znaleźć bioplastik do produkcji reflektorów samochodowych. Okazuje się, że kwas polimlekowy jest odpowiednim kandydatem.
Dzięki tej metodzie naukowcy rozwiązali kilka problemów, z którymi borykają się tradycyjne tworzywa sztuczne: po pierwsze, zwrócenie uwagi na zasoby odnawialne może skutecznie złagodzić presję wywieraną na przemysł tworzyw sztucznych przez ropę naftową; po drugie, może ograniczyć emisję dwutlenku węgla; po trzecie, wiąże się to z uwzględnieniem całego cyklu życia materiału.
„Kwas polimlekowy ma nie tylko zalety pod względem zrównoważonego rozwoju, ale także bardzo dobre właściwości optyczne i może być stosowany w widzialnym spektrum fal elektromagnetycznych” – mówi dr Klaus Huber, profesor Uniwersytetu w Paderborn w Niemczech.
Obecnie jednym z problemów, z jakimi zmagają się naukowcy, jest zastosowanie kwasu polimlekowego w dziedzinach związanych z diodami LED. Diody LED są znane jako wydajne i przyjazne dla środowiska źródło światła. „W szczególności niezwykle długa żywotność i promieniowanie widzialne, takie jak niebieskie światło lamp LED, stawiają wysokie wymagania materiałom optycznym” – wyjaśnia Huber. Dlatego konieczne jest stosowanie materiałów o wyjątkowej wytrzymałości. Problem polega na tym, że PLA staje się miękki w temperaturze około 60 stopni. Jednak diody LED mogą osiągać temperaturę nawet 80 stopni podczas pracy.
Kolejnym wyzwaniem jest krystalizacja kwasu polimlekowego. Kwas polimlekowy tworzy krystality w temperaturze około 60 stopni, co powoduje rozmycie materiału. Naukowcy chcieli znaleźć sposób na uniknięcie tej krystalizacji lub na bardziej kontrolowany proces krystalizacji – tak, aby rozmiar tworzących się krystalitów nie wpływał na światło.
W laboratorium w Paderborn naukowcy najpierw określili właściwości molekularne kwasu polimlekowego, aby zmienić właściwości materiału, w szczególności jego stan topnienia i krystalizację. Huber jest odpowiedzialny za badanie, w jakim stopniu dodatki, czyli energia promieniowania, mogą poprawić właściwości materiałów. „Zbudowaliśmy specjalnie w tym celu układ rozpraszania światła pod małym kątem, aby badać procesy formowania się lub topnienia kryształów, które mają znaczący wpływ na funkcje optyczne” – powiedział Huber.
Oprócz wiedzy naukowej i technicznej, projekt może przynieść znaczące korzyści ekonomiczne po wdrożeniu. Zespół spodziewa się przekazać pierwszą kartę odpowiedzi do końca 2022 roku.
Czas publikacji: 09-11-2022