Nowoczesna Technologia – superplastik

Tworzywa sztuczne są stosowane w większości branż, ale problemy takie jak brak odporności na korozję i zmiany objętości spowodowane wahaniami temperatury nadal uniemożliwiają wykorzystanie wielu tworzyw sztucznych do produkcji części, które muszą spełniać funkcje mechaniczne.

Superplastik – co to jest?

Naukowcy z Massachusetts Institute of Technology (MIT) wykorzystali nowatorski proces polimeryzacji do stworzenia nowego materiału, obecnie zwanego 2DPA–1. Według wstępnych doniesień, uzyskanym materiałem jest poliaramid, który jest tak lekki jak typowe tworzywo sztuczne, a jednocześnie posiada właściwości podobne do stali, takie jak odporność na odkształcenia.

Według naukowców, o gęstości 1,3 grama na centymetr sześcienny, materiał może być przetwarzany na cienkie arkusze i jest bardzo wytrzymały, z wytrzymałością na rozciąganie do 4 gigapaskali. Dla porównania: stale o wysokiej wytrzymałości osiągają tylko około 1 gigapaskala. Materiał ma również moduł sprężystości około 50 gigapaskali i wydłużenie przy zerwaniu około 20 procent, co oznacza, że ​​może rozciągać się o ponad 20 procent przed pęknięciem

Naukowcy wciąż pracują nad dokładną strukturą molekularną swojego nowego materiału, ale zakładają, że udało im się stworzyć model, który pokazuje, jak splecione są poszczególne łańcuchy.

Jak działa superplastik?

Materiał jest pierwszym polimerem wytwarzanym w procesie 2D i ma płaską strukturę, która różni się od typowej struktury włóknistej podobnych tworzyw sztucznych. 2DPA–1 może wytrzymać sześciokrotnie większą siłę odkształcenia szkła kuloodpornego, a jego granica plastyczności (siła wymagana do rozbicia materiału) jest dwunastokrotnie większa od stali o tej samej gęstości. Jej szczelność jest obiecująca w zastosowaniach praktycznych.

Właściwości superplastiku

Nowy materiał powstaje z połączenia celulozy drzewnej i poliuretanu, polimeru stosowanego w siedzeniach samochodowych i innych artykułach gospodarstwa domowego. Powstały materiał jest wodoodporny, ognioodporny i oddychający.

Komentujący badanie naukowcy dużo mówili o potencjalnej użyteczności materiałów, które mogą znaleźć zastosowanie w wielu dziedzinach techniki, od ultracienkich powłok wodoodpornych (zamiast stopów magnezu czy aluminium) po ultralekkie obudowy do laptopów i smartfonów. takie jak powłoki do ochrony metalu, a nawet do wymiany elementów metalowych w mostach i konstrukcjach, które wymagają wysokiej wytrzymałości na rozciąganie i plastyczności. Do wyjaśnienia pozostają jednak kwestie jego odporności na temperaturę, topliwości i palności.

Zdaniem naukowców nowy produkt może mieć szersze zastosowanie niż zwykłe tworzywa sztuczne, ponieważ jest nie tylko biodegradowalny, ale także alternatywą dla syntetycznych tworzyw sztucznych w produkcji w pełni nadających się do recyklingu materiałów kompostowalnych. Plastik jest obecnie jednym z głównych zanieczyszczeń na naszej planecie. Do jego produkcji potrzebne są duże ilości paliw kopalnych, a jego spalanie emituje do atmosfery gazy cieplarniane.