Մի քանի օր առաջ Վաշինգտոնի համալսարանի պրոֆեսոր Անիրուդհ Վաշիսթը միջազգային հեղինակավոր «Carbon» ամսագրում հոդված հրապարակեց, որում պնդում էր, որ հաջողությամբ մշակել է ածխածնային մանրաթելային կոմպոզիտային նյութի նոր տեսակ: Ի տարբերություն ավանդական CFRP-ի, որը վնասվելուց հետո չի կարող վերանորոգվել, նոր նյութերը կարող են բազմիցս վերանորոգվել:
Պահպանելով ավանդական նյութերի մեխանիկական հատկությունները, նոր CFRP-ն ավելացնում է նոր առավելություն, այն է, որ այն կարող է բազմիցս վերանորոգվել ջերմության ազդեցության տակ: Ջերմությունը կարող է վերականգնել նյութի ցանկացած հոգնածության վնաս, ինչպես նաև կարող է օգտագործվել նյութը քայքայելու համար, երբ այն անհրաժեշտ է վերամշակել ծառայության ցիկլի ավարտին: Քանի որ ավանդական CFRP-ն չի կարող վերամշակվել, կարևոր է մշակել նոր նյութ, որը կարող է վերամշակվել կամ վերանորոգվել ջերմային էներգիայի կամ ռադիոհաճախականության ջեռուցման միջոցով:
Պրոֆեսոր Վաշիստն ասել է, որ ջերմության աղբյուրը կարող է անորոշ ժամանակով հետաձգել նոր CFRP-ի ծերացման գործընթացը: Խիստ ասած, այս նյութը պետք է անվանել ածխածնային մանրաթելով ամրացված վիտրիմերներ (vCFRP, ածխածնային մանրաթելով ամրացված վիտրիմերներ): Ապակե պոլիմերը (վիտրիմերներ) պոլիմերային նյութի նոր տեսակ է, որը համատեղում է ջերմապլաստիկ և ջերմակայուն պլաստմասսայի առավելությունները, որոնք հորինել է ֆրանսիացի գիտնական, պրոֆեսոր Լյուդվիկ Լեյբլերը 2011 թվականին: Վիտրիմեր նյութն օգտագործում է դինամիկ կապերի փոխանակման մեխանիզմ, որը կարող է դինամիկ եղանակով իրականացնել շրջելի քիմիական կապերի փոխանակում տաքացման ժամանակ և միևնույն ժամանակ պահպանել խաչաձև կապված կառուցվածքը որպես ամբողջություն, այնպես որ ջերմակայուն պոլիմերները կարող են ինքնաբուժվել և վերամշակվել ինչպես ջերմապլաստիկ պոլիմերները:
Ի տարբերություն դրա, ածխածնային մանրաթելային կոմպոզիտային նյութերը, որոնք սովորաբար անվանում են ածխածնային մանրաթելով ամրացված խեժային մատրիցային կոմպոզիտային նյութեր (CFRP), որոնք կարելի է բաժանել երկու տեսակի՝ ջերմակայուն կամ ջերմապլաստիկ՝ կախված խեժի տարբեր կառուցվածքից: Ջերմակայուն կոմպոզիտային նյութերը սովորաբար պարունակում են էպօքսիդային խեժ, որի քիմիական կապերը կարող են մշտապես ամրացնել նյութը մեկ մարմնի մեջ: Ջերմապլաստիկ կոմպոզիտները պարունակում են համեմատաբար փափուկ ջերմապլաստիկ խեժեր, որոնք կարող են հալվել և վերամշակվել, բայց դա անխուսափելիորեն կազդի նյութի ամրության և կոշտության վրա:
vCFRP-ի քիմիական կապերը կարող են միացվել, անջատվել և վերամիացվել՝ ջերմակայուն և ջերմապլաստիկ նյութերի միջև «միջին դիրք» ստանալու համար: Նախագծի հետազոտողները կարծում են, որ Vitrimers-ը կարող է փոխարինել ջերմակայուն խեժերին և խուսափել ջերմակայուն կոմպոզիտների կուտակումից աղբավայրերում: Հետազոտողները կարծում են, որ vCFRP-ն կդառնա ավանդական նյութերից դինամիկ նյութերի անցման կարևորագույն պատճառ և կունենա մի շարք ազդեցություններ՝ ամբողջ կյանքի ցիկլի արժեքի, հուսալիության, անվտանգության և սպասարկման առումով:
Ներկայումս քամու տուրբինների թևերը այն ոլորտներից են, որտեղ CFRP-ի օգտագործումը մեծ է, և թևերի վերականգնումը միշտ էլ խնդիր է եղել այս ոլորտում: Ծառայության ժամկետի ավարտից հետո հազարավոր թևեր դուրս են նետվել աղբավայր՝ աղբավայրի տեսքով, ինչը մեծ ազդեցություն է ունեցել շրջակա միջավայրի վրա:
Եթե vCFRP-ն կարող է օգտագործվել շեղբերի արտադրության համար, այն կարող է վերամշակվել և վերօգտագործվել պարզ տաքացման միջոցով: Նույնիսկ եթե մշակված շեղբը չի կարող վերանորոգվել և վերօգտագործվել, առնվազն այն կարող է քայքայվել ջերմության միջոցով: Նոր նյութը ջերմակայուն կոմպոզիտների գծային կյանքի ցիկլը վերածում է ցիկլիկ կյանքի ցիկլի, ինչը մեծ քայլ կլինի կայուն զարգացման ուղղությամբ:
Եթե vCFRP-ն կարող է օգտագործվել շեղբերի արտադրության համար, այն կարող է վերամշակվել և վերօգտագործվել պարզ տաքացման միջոցով: Նույնիսկ եթե մշակված շեղբը չի կարող վերանորոգվել և վերօգտագործվել, առնվազն այն կարող է քայքայվել ջերմության միջոցով: Նոր նյութը ջերմակայուն կոմպոզիտների գծային կյանքի ցիկլը վերածում է ցիկլիկ կյանքի ցիկլի, ինչը մեծ քայլ կլինի կայուն զարգացման ուղղությամբ:
Հրապարակման ժամանակը. Նոյեմբերի 09-2021
