Nový typ uhlíkových vláken lze opravovat neomezeně dlouho

Výzkumníci z Washingtonské univerzity vyvinuli nový, velmi pevný a lehký kompozitní materiál z uhlíkových vláken. Jeho výhodou je, že poškození lze opravit teplem, píše se na webu phys.org.

Uhlíková vlákna jsou díky své nízké hmotnosti a obrovské pevnosti materiálem s velmi širokým využitím. Problémem je, že pokud je součástka poškozena, nelze ji opravit a musí být vyměněna. V budoucnu to nemusí být nutné, protože takovou karbonovou součást lze opravit.

Opravitelný kompozit z uhlíkových vláken
Výzkumníci z Washingtonské univerzity vyvinuli nový, velmi pevný a lehký kompozitní materiál z uhlíkových vláken. Je stejně pevný jako typická uhlíková vlákna, ale výhodou je, že ji lze opakovaně opravovat teplem. Tím se nejenom zvrátí případné únavové poškození materiálu. Umožňuje také recyklaci materiálu, což u běžného uhlíku není možné. Podle konstruktérů lze pomocí zdroje tepla oddálit proces stárnutí nového kompozitu prakticky na neurčito.

Tento materiál patří do nedávno vyvinuté skupiny vitrimerů vyztužených uhlíkovými vlákny (vCFRP). Pro srovnání, dnes se obvykle používají materiály z polymerů vyztužených uhlíkovými vlákny (CFRP). Typické CFRP se dělí do dvou kategorií, a to na termosety a termoplasty.

Termosetové typy používají epoxidovou pryskyřici s chemickými spojkami, které ji drží pohromadě a trvale vytvrzují. Termoplastické typy používají měkčí lepidlo, které lze roztavit a znovu zpracovat. To však ovlivňuje jeho pevnost a tuhost.

Materiál vCFRP je alternativou k mnoha výrobkům z termosetových materiálů. Jejím používáním se podaří snížit množství uhlíkových vláken na skládkách.

Recyklace uhlíku
V současné době se kompozity z uhlíkových vláken běžně používají například v lopatkách větrných turbín. Bohužel mají omezenou životnost, a protože je nelze recyklovat, musí se při výměně skládkovat.

V nadcházejících letech bude nutné vyměnit tisíce lopatek turbín, které se používají k výrobě elektřiny. Za normálních okolností by se všechny musely skládkovat, ale díky novému kompozitu to již nebude nutné.

Zdroj: phys.org