أخبار

قبل أيام، نشر البروفيسور أنيرود فاشيشت، من جامعة واشنطن، بحثًا في مجلة "كاربون" الدولية المرموقة، زعم فيه أنه نجح في تطوير نوع جديد من المواد المركبة المصنوعة من ألياف الكربون. وعلى عكس المواد التقليدية المصنوعة من ألياف الكربون المقواة بالبوليمر (CFRP)، التي لا يمكن إصلاحها بعد تلفها، يمكن إصلاح هذه المواد الجديدة مرارًا وتكرارًا.

في المقابل، تُعرف المواد المركبة الشائعة باسم مواد ألياف الكربون المركبة، وهي مواد مركبة ذات مصفوفة راتنجية مدعمة بألياف الكربون (CFRP)، ويمكن تقسيمها إلى نوعين: مواد متصلبة حراريًا ومواد لدن حراريًا، وذلك وفقًا لاختلاف بنية الراتنج. تحتوي المواد المركبة المتصلبة حراريًا عادةً على راتنج الإيبوكسي، الذي تعمل روابطه الكيميائية على دمج المادة بشكل دائم في جسم واحد. أما المواد المركبة اللدنة حراريًا، فتحتوي على راتنجات لدنة حرارية لينة نسبيًا، قابلة للصهر وإعادة التشكيل، ولكن هذا سيؤثر حتمًا على قوة وصلابة المادة.

يمكن ربط الروابط الكيميائية في مادة vCFRP وفصلها وإعادة ربطها للحصول على حل وسط بين المواد المتصلبة حراريًا والمواد البلاستيكية الحرارية. ويعتقد باحثو المشروع أن مادة الفيتريمير يمكن أن تحل محل الراتنجات المتصلبة حراريًا، مما يساهم في تجنب تراكم المركبات المتصلبة حراريًا في مكبات النفايات. كما يعتقد الباحثون أن مادة vCFRP ستشكل نقلة نوعية من المواد التقليدية إلى المواد الديناميكية، وسيكون لها تأثيرات متعددة على تكلفة دورة الحياة الكاملة، والموثوقية، والسلامة، والصيانة.

تُعدّ شفرات توربينات الرياح حاليًا من أكثر المجالات استخدامًا لألياف الكربون المقواة بالبوليمر (CFRP)، ولطالما شكّلت عملية إعادة تدوير هذه الشفرات مشكلةً في هذا القطاع. فبعد انتهاء عمرها الافتراضي، تُرمى آلاف الشفرات المستهلكة في مكبّات النفايات، مما يُلحق ضررًا بالغًا بالبيئة.
إذا أمكن استخدام ألياف الكربون المقواة بالبوليمر (vCFRP) في صناعة الشفرات، فمن الممكن إعادة تدويرها واستخدامها مجددًا بمجرد تسخينها. حتى لو تعذر إصلاح الشفرة المعالجة وإعادة استخدامها، فإنه يمكن على الأقل تحللها بالحرارة. تُحوّل هذه المادة الجديدة دورة حياة المواد المركبة المتصلبة حراريًا من دورة خطية إلى دورة حياة دائرية، مما يُمثل خطوة كبيرة نحو التنمية المستدامة.