قبل بضعة أيام ، نشر البروفيسور بجامعة واشنطن أنيروده فاشيتث ورقة في مجلة الكربون الموثوقة الدولية ، مدعيا أنه قد طور بنجاح نوعًا جديدًا من المواد المركبة الألياف الكربونية. على عكس CFRP التقليدي ، الذي لا يمكن إصلاحه بمجرد التالف ، يمكن إصلاح مواد جديدة بشكل متكرر.
مع الحفاظ على الخواص الميكانيكية للمواد التقليدية ، يضيف CFRP الجديد ميزة جديدة ، أي أنه يمكن إصلاحه بشكل متكرر تحت حركة الحرارة. يمكن للحرارة إصلاح أي تلف التعب في المادة ، ويمكن أيضًا استخدامه لتحليل المواد عندما تحتاج إلى إعادة تدويرها في نهاية دورة الخدمة. نظرًا لأنه لا يمكن إعادة تدوير CFRP التقليدية ، من المهم تطوير مادة جديدة يمكن إعادة تدويرها أو إصلاحها باستخدام تسخين الطاقة الحرارية أو التكرار الراديوي.
قال البروفيسور فاشيت أن مصدر الحرارة يمكن أن يؤخر عملية الشيخوخة إلى CFRP الجديد إلى أجل غير مسمى. بالمعنى الدقيق للكلمة ، يجب أن تسمى هذه المادة الزجاجية المعززة من ألياف الكربون (VCFRP ، الألياف المعززة بألياف الكربون). البوليمر الزجاجي (Vitrimers) هو نوع جديد من مادة البوليمرات التي تجمع بين مزايا البلاستيك الحراري والحرارة التي اخترعها العالم الفرنسي البروفيسور Ludwik Leibler في عام 2011. تستخدم مادة Vitrimers آلية تبادل ديناميكية ، والتي يمكن أن تؤدي إلى تبادل رابطة كيميائية قابلة للانعكاس. الشفاء الذاتي وإعادة المعالجة مثل البوليمرات بالحرارة.
على النقيض من ذلك ، فإن المواد المركبة التي يشار إليها بشكل شائع بأنها مواد مركبة من ألياف الكربون هي مواد مصفوفة راتنجات الكربون المقواة (CFRP) ، والتي يمكن تقسيمها إلى نوعين: ThermoSet أو لاعب دراسي حراري وفقًا لهيكل الراتنج المختلفة. عادة ما تحتوي المواد المركبة للحرارة على راتنجات الايبوكسي ، والروابط الكيميائية التي يمكن أن تعمل بشكل دائم على دمج المادة في جسم واحد. تحتوي المركبات بالحرارة على راتنجات للحيرة الحرارية الناعمة نسبيًا التي يمكن ذوبانها وإعادة معالجتها ، ولكن هذا سيؤثر حتماً على قوة وتصلب المادة.
يمكن توصيل الروابط الكيميائية في VCFRP وفصلها وإعادة توصيلها للحصول على "أرض منتصف" بين مواد الحرارة والحرارة. يعتقد باحثو المشروع أن الزجاجات يمكن أن تصبح بديلاً عن الراتنجات الحرارية وتجنب تراكم المركبات الحرارية في مدافن النفايات. يعتقد الباحثون أن VCFRP ستصبح تحولًا كبيرًا من المواد التقليدية إلى المواد الديناميكية ، وسيكون لها سلسلة من التأثيرات من حيث تكلفة دورة الحياة الكاملة والموثوقية والسلامة والصيانة.
في الوقت الحاضر ، تعتبر شفرات توربينات الرياح واحدة من المناطق التي يكون فيها استخدام CFRP كبيرًا ، وكان استعادة الشفرات دائمًا مشكلة في هذا المجال. بعد انتهاء فترة الخدمة ، تم تجاهل الآلاف من الشفرات المتقاعدة في المكب في شكل مكب النفايات ، مما تسبب في تأثير كبير على البيئة.
إذا كان يمكن استخدام VCFRP لتصنيع الشفرة ، فقد يتم إعادة تدويره وإعادة استخدامه عن طريق التدفئة البسيطة. حتى لو لم يكن من الممكن إصلاح الشفرة المعالجة وإعادة استخدامها ، على الأقل يمكن تحللها بالحرارة. تقوم المادة الجديدة بتحويل دورة الحياة الخطية لمركبات الترموسيت إلى دورة حياة دورية ، والتي ستكون خطوة كبيرة نحو التنمية المستدامة.
إذا كان يمكن استخدام VCFRP لتصنيع الشفرة ، فقد يتم إعادة تدويره وإعادة استخدامه عن طريق التدفئة البسيطة. حتى لو لم يكن من الممكن إصلاح الشفرة المعالجة وإعادة استخدامها ، على الأقل يمكن تحللها بالحرارة. تقوم المادة الجديدة بتحويل دورة الحياة الخطية لمركبات الترموسيت إلى دورة حياة دورية ، والتي ستكون خطوة كبيرة نحو التنمية المستدامة.
وقت النشر: نوفمبر -09-2021
