რამდენიმე დღის წინ ვაშინგტონის უნივერსიტეტის პროფესორმა ანირუდდ ვაშისტმა გამოაქვეყნა ნაშრომი საერთაშორისო ავტორიტეტულ ჟურნალში Carbon, სადაც ამტკიცებდა, რომ მან წარმატებით შეიმუშავა ახალი ტიპის ნახშირბადის ბოჭკოვანი კომპოზიციური მასალა.ტრადიციული CFRP-ისგან განსხვავებით, რომლის შეკეთება დაზიანებული არ არის, ახალი მასალები შეიძლება განმეორებით შეკეთდეს.
ტრადიციული მასალების მექანიკური თვისებების შენარჩუნებისას, ახალი CFRP ამატებს ახალ უპირატესობას, ანუ შესაძლებელია მისი არაერთხელ შეკეთება სითბოს მოქმედების ქვეშ.სითბოს შეუძლია შეასწოროს მასალის ნებისმიერი დაზიანება დაღლილობისგან და ასევე შეიძლება გამოყენებულ იქნას მასალის დასაშლელად, როდესაც საჭიროა მისი გადამუშავება მომსახურების ციკლის ბოლოს.იმის გამო, რომ ტრადიციული CFRP არ შეიძლება გადამუშავდეს, მნიშვნელოვანია ახალი მასალის შემუშავება, რომელიც შეიძლება გადამუშავდეს ან შეკეთდეს თერმული ენერგიის ან რადიოსიხშირული გათბობის გამოყენებით.
პროფესორმა ვაშისტმა თქვა, რომ სითბოს წყაროს შეუძლია განუსაზღვრელი ვადით შეაფერხოს ახალი CFRP-ის დაბერების პროცესი.მკაცრად რომ ვთქვათ, ამ მასალას უნდა ეწოდოს Carbon Fiber Reinforced Vitrimers (vCFRP, Carbon Fiber Reinforced Vitrimers).შუშის პოლიმერი (Vitrimers) არის ახალი ტიპის პოლიმერული მასალა, რომელიც აერთიანებს თერმოპლასტიკური და თერმომდგრადი პლასტმასის უპირატესობებს, რომელიც გამოიგონა ფრანგმა მეცნიერმა პროფესორმა ლუდვიკ ლეიბლერმა 2011 წელს. Vitrimers მასალა იყენებს დინამიური ბმის გაცვლის მექანიზმს, რომელსაც შეუძლია შექცევადი ქიმიური ბმის გაცვლა დინამიურად. როდესაც თბება, და ამავდროულად შეინარჩუნებს ჯვარედინი სტრუქტურის მთლიანობას, ისე, რომ თერმომყარი პოლიმერები შეიძლება იყოს თვითშეხორცება და ხელახალი დამუშავება თერმოპლასტიკური პოლიმერების მსგავსად.
ამის საპირისპიროდ, ნახშირბადის ბოჭკოვანი კომპოზიტური მასალები არის ნახშირბადის ბოჭკოვანი გამაგრებული ფისოვანი მატრიცის კომპოზიტური მასალები (CFRP), რომლებიც შეიძლება დაიყოს ორ ტიპად: თერმოელექტრული ან თერმოპლასტიკური სხვადასხვა ფისოვანი სტრუქტურის მიხედვით.თერმომყარება კომპოზიტური მასალები, როგორც წესი, შეიცავს ეპოქსიდურ ფისს, ქიმიურ ბმებს, რომლებშიც შესაძლებელია მასალის სამუდამოდ კონსოლიდაცია ერთ სხეულში.თერმოპლასტიკური კომპოზიტები შეიცავს შედარებით რბილ თერმოპლასტიკური ფისებს, რომელთა დნობა და ხელახალი დამუშავება შესაძლებელია, მაგრამ ეს აუცილებლად იმოქმედებს მასალის სიმტკიცესა და სიმტკიცეზე.
vCFRP-ში არსებული ქიმიური ბმები შეიძლება იყოს დაკავშირებული, გათიშული და ხელახლა დაკავშირება თერმოდამყარებასა და თერმოპლასტიკურ მასალებს შორის „საშუალო ადგილის“ მისაღებად.პროექტის მკვლევარები თვლიან, რომ ვიტრიმერები შეიძლება გახდეს თერმომყარებადი ფისების შემცვლელი და თავიდან აიცილოს თერმომყარი კომპოზიტების დაგროვება ნაგავსაყრელებზე.მკვლევარები თვლიან, რომ vCFRP გახდება ძირითადი ცვლა ტრადიციული მასალებიდან დინამიურ მასალებზე და ექნება მთელი რიგი ზემოქმედება სრული სასიცოცხლო ციკლის ღირებულების, საიმედოობის, უსაფრთხოებისა და მოვლის თვალსაზრისით.
დღეისათვის, ქარის ტურბინის პირები არის ერთ-ერთი სფერო, სადაც CFRP-ის გამოყენება დიდია და პირების აღდგენა ყოველთვის იყო პრობლემა ამ სფეროში.მომსახურების ვადის გასვლის შემდეგ ნაგავსაყრელზე ნაგავსაყრელის სახით გადაყრილ იქნა ათასობით გადამდგარი პირი, რამაც დიდი გავლენა მოახდინა გარემოზე.
თუ vCFRP შეიძლება გამოყენებულ იქნას დანის წარმოებისთვის, ის შეიძლება გადამუშავდეს და ხელახლა გამოიყენოს მარტივი გაცხელებით.მაშინაც კი, თუ დამუშავებული დანის შეკეთება და ხელახალი გამოყენება შეუძლებელია, ის მაინც შეიძლება დაიშალა სითბოს გამო.ახალი მასალა გარდაქმნის თერმოელექტრო კომპოზიტების ხაზოვან სასიცოცხლო ციკლს ციკლურ სასიცოცხლო ციკლად, რაც დიდი ნაბიჯი იქნება მდგრადი განვითარებისკენ.
თუ vCFRP შეიძლება გამოყენებულ იქნას დანის წარმოებისთვის, ის შეიძლება გადამუშავდეს და ხელახლა გამოიყენოს მარტივი გაცხელებით.მაშინაც კი, თუ დამუშავებული დანის შეკეთება და ხელახალი გამოყენება შეუძლებელია, ის მაინც შეიძლება დაიშალა სითბოს გამო.ახალი მასალა გარდაქმნის თერმოელექტრო კომპოზიტების ხაზოვან სასიცოცხლო ციკლს ციკლურ სასიცოცხლო ციკლად, რაც დიდი ნაბიჯი იქნება მდგრადი განვითარებისკენ.
გამოქვეყნების დრო: ნოე-09-2021