Naukowcy z Niemiec i Holandii prowadzą badania nad nowymi, przyjaznymi dla środowiskaPLAprzybory. Celem jest opracowanie zrównoważonych materiałów do zastosowań optycznych, takich jak reflektory samochodowe, soczewki, odblaskowe tworzywa sztuczne lub światłowody. Na razie produkty te są zazwyczaj wykonane z poliwęglanu lub PMMA.
Naukowcy chcą znaleźć bioplastik do produkcji reflektorów samochodowych. Okazuje się, że kwas polimlekowy jest odpowiednim materiałem kandydującym.
Dzięki tej metodzie naukowcy rozwiązali kilka problemów, przed którymi stoją tradycyjne tworzywa sztuczne: po pierwsze, zwrócenie uwagi na zasoby odnawialne może skutecznie złagodzić presję wywieraną przez ropę naftową na przemysł tworzyw sztucznych; po drugie, może zmniejszyć emisję dwutlenku węgla; po trzecie, wiąże się to z uwzględnieniem całego cyklu życia materiału.
„Kwas polimlekowy ma nie tylko zalety pod względem trwałości, ale ma również bardzo dobre właściwości optyczne i może być stosowany w widzialnym widmie fal elektromagnetycznych” – mówi dr Klaus Huber, profesor na Uniwersytecie w Paderborn w Niemczech.
Obecnie jedną z trudności, jakie pokonują naukowcy, jest zastosowanie kwasu polimlekowego w dziedzinach związanych z diodami LED. Dioda LED jest uznawana za wydajne i przyjazne dla środowiska źródło światła. „W szczególności wyjątkowo długa żywotność i promieniowanie widzialne, takie jak niebieskie światło lamp LED, stawiają wysokie wymagania materiałom optycznym” – wyjaśnia Huber. Dlatego należy zastosować wyjątkowo trwałe materiały. Problem polega na tym, że PLA staje się miękki w temperaturze około 60 stopni. Jednak diody LED mogą podczas pracy osiągać temperatury nawet do 80 stopni.
Kolejną trudnością jest krystalizacja kwasu polimlekowego. Kwas polimlekowy tworzy krystality w temperaturze około 60 stopni, które powodują rozmycie materiału. Naukowcy chcieli znaleźć sposób na uniknięcie tej krystalizacji; lub aby proces krystalizacji był bardziej kontrolowany - tak, aby wielkość powstałych krystalitów nie wpływała 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 zakresu, w jakim dodatki lub energia promieniowania mogą poprawić właściwości materiałów. „Specjalnie w tym celu zbudowaliśmy system rozpraszania światła pod małym kątem, aby badać procesy tworzenia i topienia kryształów, które mają znaczący wpływ na funkcje optyczne” – powiedział Huber.
Oprócz wiedzy naukowo-technicznej projekt może po wdrożeniu przynieść znaczne korzyści ekonomiczne. Zespół planuje przekazać pierwszy arkusz odpowiedzi do końca 2022 r.
Czas publikacji: 09 listopada 2022 r