Новини
Створено аналог вуглецевого волокна на основі деревини плантану
Технології
Вчені знайшли спосіб перетворити «сміттєву» частину рослин плантану на легкий і міцний композитний матеріал.
Вуглецеве волокно - це міцний і легкий матеріал, який відрізняється не тільки своїми властивостями, але і значною вартістю. Однак південноафриканські вчені розробили більш дешеву і надійну альтернативу, волокна для якої витягують з рослин плантану.
На чолі з професором Тянь-Чієном Дженом дослідники з Йоганнесбурзького університету почали з отримання «псевдостеблів» плантану із зібраних у Нігерії культур - ця частина рослини неїстівна і зазвичай просто викидається.
Потім за допомогою водовідштовхування дослідники розділили плантанову масу на окремі волокна, що становлять стеблі рослини. Протягом чотирьох годин ці волокна замочували в 3% розчині їдкого натру, сушили, кілька хвилин обробляли високочастотним мікрохвильовим випромінюванням, а потім диспергували в етанолі, щоб вони не «згустилися».
У результаті волокна стали куди краще зв'язуватися з епоксидною смолою, що містить невелику кількість вуглецевих нанотрубок. Кращою сумішшю виявилася комбінація з однієї частини плантанових волокон і чотирьох частин смоли, при цьому трубки становили всього 1% від маси матеріалу. Цю суміш помістили у форму і пресували за кімнатної температури протягом 24 годин.
У результаті вийшов легкий і міцний композит. Під час лабораторних випробувань з'ясувалося, що вони на 31% міцніше на розтягнення і на 34% міцніше на вигин, ніж шматки смоли відповідного розміру. Крім того, матеріал краще проводить тепло і поглинає кінетичну енергію.
Якщо дана технологія буде розвиватися і далі, то не виключено, що в майбутньому на ринку з'явиться більш дешевий, і при цьому не менш надійний аналог вуглецевому волокну. "Використання деталей, виготовлений з плантанового волокна, допоможе знизити масу автомобіля, а значить знизить витрату палива і зробить конструкцію більш безпечною. Крім того, такі деталі не будуть іржавіти, залишаючись міцними і довговічними ", пише у висновку до роботи доктор наук Патрік Ехі Імоїслі.
Стаття про дане дослідження була опублікована в журналі Journal of Materials Research and Technology.