Ugljična vlakna iz biljaka

Ugljična vlakna revolucionirala su mnoga područja naših života kao što su građevinarstvo, zrakoplovstvo i vojna industrija. Pet puta su jači od čelika, a opet vrlo lagani. Također su, nažalost, relativno skupi. Tim istraživača iz Nacionalnog laboratorija za obnovljivu energiju u Coloradu razvio je tehnologiju za proizvodnju ugljičnih vlakana iz obnovljivih izvora. Zahvaljujući tome, moguće je značajno smanjiti njihovu cijenu, a istovremeno smanjiti emisiju stakleničkih plinova.

Karbonska vlakna karakterizira visoka krutost, visoka mehanička čvrstoća i mala težina. Zbog ovih svojstava korišteni su u građevinarstvu, uključujući dugi niz godina. avione, sportske automobile, kao i bicikle i teniske rekete. Dobivaju se u procesu pirolize polimera naftnog podrijetla (uglavnom poliakrilonitrila), koji se sastoji u višesatnom zagrijavanju polimernih vlakana na temperaturama do 3000 ℃, bez kisika i pod visokim tlakom. Ovo potpuno karbonizira vlakno - ne ostaje ništa osim ugljika. Atomi ovog elementa tvore uređenu heksagonalnu strukturu (slično grafitu ili grafenu), koja je izravno odgovorna za izvanredna svojstva karbonskih vlakana.

Amerikanci ne planiraju mijenjati samu fazu pirolize. Umjesto toga, žele promijeniti način na koji proizvode svoju glavnu sirovinu, poliakrilonitril. Za sintezu ovog polimera potreban je akrilonitril, koji trenutno nastaje kao rezultat prerade sirove nafte. Znanstvenici iz Colorada predlažu ga zamijeniti organskim otpadom s farme. Šećeri ekstrahirani iz takve biomase fermentiraju odabrani mikroorganizmi, a zatim se njihovi proizvodi pretvaraju u akrilonitril. Proizvodnja se nastavlja normalno.

Korištenje obnovljivih sirovina u ovom procesu pomoći će u smanjenju emisije stakleničkih plinova u atmosferu. Također će se povećati dostupnost poliakrilonitrila na tržištu, što će dovesti do nižih cijena karbonskih vlakana na bazi njega. Ostaje samo pričekati industrijsku upotrebu ove metode.

izvor: popsci.com, foto: upload.wikimedia.org