რამდენიმე დღის წინ ვაშინგტონის უნივერსიტეტის პროფესორმა ანირუდჰ ვაშისტმა საერთაშორისო ავტორიტეტულ ჟურნალ „Carbon“-ში გამოაქვეყნა ნაშრომი, სადაც ამტკიცებდა, რომ მან წარმატებით შეიმუშავა ნახშირბადის ბოჭკოვანი კომპოზიტური მასალის ახალი ტიპი. ტრადიციული CFRP-სგან განსხვავებით, რომლის დაზიანების შემდეგ აღდგენა შეუძლებელია, ახალი მასალების განმეორებითი შეკეთებაა შესაძლებელი.
ტრადიციული მასალების მექანიკური თვისებების შენარჩუნებით, ახალი CFRP ახალ უპირატესობას მატებს, კერძოდ, მისი განმეორებითი შეკეთება შესაძლებელია სითბოს ზემოქმედებით. სითბოს შეუძლია მასალის ნებისმიერი დაღლილობის დაზიანების აღდგენა და ასევე შეიძლება გამოყენებულ იქნას მასალის დაშლისთვის, როდესაც მისი გადამუშავება საჭიროა მომსახურების ციკლის ბოლოს. რადგან ტრადიციული CFRP არ არის გადამუშავებადი, მნიშვნელოვანია შემუშავდეს ახალი მასალა, რომლის გადამუშავება ან შეკეთება შესაძლებელია თერმული ენერგიის ან რადიოსიხშირული გათბობის გამოყენებით.
პროფესორმა ვაშისტმა განაცხადა, რომ სითბოს წყაროს შეუძლია განუსაზღვრელი ვადით შეაფერხოს ახალი CFRP-ის დაბერების პროცესი. მკაცრად რომ ვთქვათ, ამ მასალას უნდა ეწოდოს ნახშირბადის ბოჭკოთი გამაგრებული ვიტრიმერები (vCFRP, ნახშირბადის ბოჭკოთი გამაგრებული ვიტრიმერები). მინის პოლიმერი (ვიტრიმერები) არის პოლიმერული მასალის ახალი ტიპი, რომელიც აერთიანებს თერმოპლასტიკური და თერმომყარი პლასტმასის უპირატესობებს, რომლებიც ფრანგმა მეცნიერმა, პროფესორმა ლუდვიკ ლეიბლერმა 2011 წელს გამოიგონა. ვიტრიმერის მასალა იყენებს დინამიური ბმების გაცვლის მექანიზმს, რომელსაც შეუძლია გაცხელებისას დინამიურად განახორციელოს შექცევადი ქიმიური ბმების გაცვლა და ამავდროულად შეინარჩუნოს ჯვარედინი შეკავშირებული სტრუქტურა, ისე, რომ თერმომყარი პოლიმერები იყოს თვითაღდგენადი და ხელახლა დამუშავებადი თერმოპლასტიკური პოლიმერების მსგავსად.
ამის საპირისპიროდ, ნახშირბადის ბოჭკოვანი კომპოზიტური მასალები, რომლებსაც ჩვეულებრივ ნახშირბადის ბოჭკოთი გამაგრებული ფისოვანი მატრიცული კომპოზიტური მასალები (CFRP) ეწოდება, რომლებიც ფისოვანი სტრუქტურის მიხედვით შეიძლება დაიყოს ორ ტიპად: თერმომყარი ან თერმოპლასტიკური. თერმომყარი კომპოზიტური მასალები, როგორც წესი, შეიცავს ეპოქსიდური ფისს, რომლის ქიმიური ბმებიც მასალას ერთ სხეულში სამუდამოდ აერთიანებს. თერმოპლასტიკური კომპოზიტები შეიცავს შედარებით რბილ თერმოპლასტიკურ ფისებს, რომელთა დნობა და ხელახლა დამუშავებაა შესაძლებელი, მაგრამ ეს აუცილებლად იმოქმედებს მასალის სიმტკიცესა და სიმყარეზე.
vCFRP-ში ქიმიური ბმების დაკავშირება, გათიშვა და ხელახლა დაკავშირება შესაძლებელია თერმომყარ და თერმოპლასტიკურ მასალებს შორის „შუალედური პოზიციის“ მისაღებად. პროექტის მკვლევარები თვლიან, რომ ვიტრიმერები შეიძლება თერმომყარი ფისების შემცვლელი გახდეს და თავიდან აიცილოს თერმომყარი კომპოზიტების ნაგავსაყრელებზე დაგროვება. მკვლევარები თვლიან, რომ vCFRP ტრადიციული მასალებიდან დინამიურ მასალებზე მნიშვნელოვან გადასვლას გამოიწვევს და მთელ რიგ გავლენას მოახდენს სრული სასიცოცხლო ციკლის ღირებულების, საიმედოობის, უსაფრთხოებისა და მოვლა-პატრონობის თვალსაზრისით.
ამჟამად, ქარის ტურბინის პირები ერთ-ერთი იმ სფეროთაგანია, სადაც CFRP-ის გამოყენება ფართოდაა გავრცელებული და პირების აღდგენა ამ სფეროში ყოველთვის პრობლემას წარმოადგენდა. მომსახურების ვადის გასვლის შემდეგ, ათასობით ამოღებული პირი ნაგავსაყრელზე გადაყარეს, რამაც გარემოზე უდიდესი გავლენა მოახდინა.
თუ vCFRP-ის გამოყენება შესაძლებელია პირების დასამზადებლად, მისი გადამუშავება და ხელახლა გამოყენება შესაძლებელია მარტივი გაცხელებით. მაშინაც კი, თუ დამუშავებული პირების შეკეთება და ხელახლა გამოყენება შეუძლებელია, ყოველ შემთხვევაში, მისი დაშლა შესაძლებელია სითბოს ზემოქმედებით. ახალი მასალა თერმომყარი კომპოზიტების წრფივ სასიცოცხლო ციკლს ციკლურ სასიცოცხლო ციკლად გარდაქმნის, რაც მდგრადი განვითარებისკენ გადადგმული დიდი ნაბიჯი იქნება.
თუ vCFRP-ის გამოყენება შესაძლებელია პირების დასამზადებლად, მისი გადამუშავება და ხელახლა გამოყენება შესაძლებელია მარტივი გაცხელებით. მაშინაც კი, თუ დამუშავებული პირების შეკეთება და ხელახლა გამოყენება შეუძლებელია, ყოველ შემთხვევაში, მისი დაშლა შესაძლებელია სითბოს ზემოქმედებით. ახალი მასალა თერმომყარი კომპოზიტების წრფივ სასიცოცხლო ციკლს ციკლურ სასიცოცხლო ციკლად გარდაქმნის, რაც მდგრადი განვითარებისკენ გადადგმული დიდი ნაბიჯი იქნება.
გამოქვეყნების დრო: 2021 წლის 9 ნოემბერი
