Хэдхэн хоногийн өмнө Вашингтоны Их Сургуулийн профессор Анирудд Вашист олон улсын нэр хүндтэй Carbon сэтгүүлд нэгэн өгүүлэл нийтлүүлж, тэрээр шинэ төрлийн нүүрстөрөгчийн шилэн нийлмэл материалыг амжилттай боловсруулсан гэж мэдэгджээ. Нэгэнт гэмтсэн бол засварлах боломжгүй уламжлалт CFRP-ээс ялгаатай нь шинэ материалыг дахин дахин засварлах боломжтой.
Уламжлалт материалын механик шинж чанарыг хадгалахын зэрэгцээ шинэ CFRP нь шинэ давуу талыг нэмж өгдөг, өөрөөр хэлбэл дулааны нөлөөгөөр дахин дахин засварлах боломжтой. Дулаан нь материалын ядаргааны аливаа эвдрэлийг засахаас гадна үйлчилгээний мөчлөгийн төгсгөлд дахин боловсруулах шаардлагатай үед материалыг задлахад ашиглаж болно. Уламжлалт CFRP-г дахин боловсруулах боломжгүй тул дулааны энерги эсвэл радио давтамжийн халаалт ашиглан дахин боловсруулах эсвэл засах боломжтой шинэ материалыг боловсруулах нь чухал юм.
Профессор Вашист хэлэхдээ, дулааны эх үүсвэр нь шинэ CFRP-ийн хөгшрөлтийн процессыг тодорхойгүй хугацаагаар хойшлуулж болзошгүй гэжээ. Хатуухан хэлэхэд энэ материалыг нүүрстөрөгчийн шилэн бэхжүүлсэн витримерүүд (vCFRP, Carbon Fiber Reinforced Vitrimers) гэж нэрлэх хэрэгтэй. Шилэн полимер (Vitrimers) нь Францын эрдэмтэн профессор Людвик Лейблерийн 2011 онд зохион бүтээсэн термопластик ба термопластик хуванцаруудын давуу талыг хослуулсан шинэ төрлийн полимер материал юм. Витример материал нь динамик холбоо солилцох механизмыг ашигладаг бөгөөд халаахад химийн холбоо солилцох үйл явцыг динамик байдлаар гүйцэтгэж, нэгэн зэрэг хөндлөн холбоос бүтцийг бүхэлд нь хадгалж чаддаг тул термопластик полимерүүд нь термопластик полимерүүд шиг өөрөө эдгэрч, дахин боловсруулж чаддаг.
Үүний эсрэгээр, нүүрстөрөгчийн шилэн нийлмэл материал гэж нэрлэгддэг зүйл бол нүүрстөрөгчийн шилэн бэхжүүлсэн давирхайн матриц нийлмэл материал (CFRP) бөгөөд давирхайн бүтцийн өөр өөр байдлаас хамааран термосет эсвэл термопластик гэсэн хоёр төрөлд хуваагдаж болно. Термосет нийлмэл материалууд нь ихэвчлэн эпокси давирхайг агуулдаг бөгөөд химийн холбоо нь материалыг нэг биед байнга нэгтгэж чаддаг. Термопластик нийлмэл материалууд нь хайлуулж, дахин боловсруулж болох харьцангуй зөөлөн термопластик давирхайг агуулдаг боловч энэ нь материалын бат бөх, хатуулагт зайлшгүй нөлөөлнө.
vCFRP дахь химийн холбоог холбож, салгаж, дахин холбож, термосет болон термопластик материалын хооронд "дунд газар" үүсгэж болно. Төслийн судлаачид Vitrimers нь термосет давирхайг орлож, хогийн цэгт термосет композит хуримтлагдахаас сэргийлж чадна гэж үзэж байна. Судлаачид vCFRP нь уламжлалт материалаас динамик материал руу шилжих томоохон шилжилт болж, амьдралын мөчлөгийн өртөг, найдвартай байдал, аюулгүй байдал, засвар үйлчилгээний хувьд хэд хэдэн нөлөө үзүүлэх болно гэж үзэж байна.
Одоогийн байдлаар салхин турбины ир нь CFRP-ийн хэрэглээ өндөр байгаа газруудын нэг бөгөөд ирийг дахин боловсруулах нь энэ салбарт үргэлж асуудал байсаар ирсэн. Үйлчилгээний хугацаа дууссаны дараа ашиглалтаас гарсан мянга мянган ирийг хогийн цэгт хогийн цэг болгон хаяж, байгаль орчинд асар их нөлөө үзүүлсэн.
Хэрэв vCFRP-г ир үйлдвэрлэхэд ашиглаж болох бол энгийн халаах замаар дахин боловсруулж, дахин ашиглаж болно. Боловсруулсан ирийг засварлаж, дахин ашиглах боломжгүй байсан ч ядаж дулаанаар задалж болно. Шинэ материал нь термосет нийлмэл материалын шугаман амьдралын мөчлөгийг мөчлөгтэй амьдралын мөчлөг болгон хувиргадаг бөгөөд энэ нь тогтвортой хөгжлийн том алхам болно.
Хэрэв vCFRP-г ир үйлдвэрлэхэд ашиглаж болох бол энгийн халаах замаар дахин боловсруулж, дахин ашиглаж болно. Боловсруулсан ирийг засварлаж, дахин ашиглах боломжгүй байсан ч ядаж дулаанаар задалж болно. Шинэ материал нь термосет нийлмэл материалын шугаман амьдралын мөчлөгийг мөчлөгтэй амьдралын мөчлөг болгон хувиргадаг бөгөөд энэ нь тогтвортой хөгжлийн том алхам болно.
Нийтэлсэн цаг: 2021 оны 11-р сарын 9
