Ugljična vlakna iz biljaka

Ugljična vlakna su revolucionirala mnoga područja naših života kao što su građevinarstvo, avijacija i vojna industrija. Oni su pet puta jači od čelika, a opet vrlo lagani. Takođe su, nažalost, relativno skupi. Tim istraživača u Nacionalnoj laboratoriji za obnovljivu energiju u Koloradu razvio je tehnologiju za proizvodnju karbonskih vlakana iz obnovljivih izvora. Zahvaljujući tome, moguće je značajno smanjiti njihovu cijenu i istovremeno smanjiti emisiju stakleničkih plinova.

Karbonska vlakna karakteriziraju visoka krutost, visoka mehanička čvrstoća i mala težina. Zbog ovih svojstava, koriste se u građevinarstvu, uključujući i dugi niz godina. avioni, sportski automobili, kao i bicikli i teniski reketi. Dobijaju se u procesu pirolize polimera naftnog porijekla (uglavnom poliakrilonitrila), koji se sastoji u višesatnom zagrijavanju polimernih vlakana na temperaturama do 3000 ℃, bez kisika i pod visokim pritiskom. Ovo potpuno karbonizira vlakno – ne ostaje ništa osim ugljika. Atomi ovog elementa formiraju uređenu heksagonalnu strukturu (slično grafitu ili grafenu), koja je direktno odgovorna za izvanredna svojstva karbonskih vlakana.

Amerikanci ne planiraju mijenjati samu fazu pirolize. Umjesto toga, oni žele promijeniti način na koji prave svoju glavnu sirovinu, poliakrilonitril. Za sintezu ovog polimera potreban je akrilonitril, koji trenutno nastaje kao rezultat prerade sirove nafte. Naučnici iz Kolorada predlažu da se to zamijeni organskim otpadom sa farme. Šećeri ekstrahovani iz takve biomase fermentiraju odabrani mikroorganizmi, a zatim se njihovi proizvodi pretvaraju u akrilonitril. Proizvodnja se nastavlja normalno.

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

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