Beberapa hari yang lalu, profesor Universiti Washington, Aniruddh Vashisth, telah menerbitkan sebuah kertas kerja dalam jurnal antarabangsa berwibawa Carbon, mendakwa bahawa beliau telah berjaya membangunkan sejenis bahan komposit gentian karbon baharu. Tidak seperti CFRP tradisional, yang tidak boleh dibaiki setelah rosak, bahan baharu boleh dibaiki berulang kali.
Sambil mengekalkan sifat mekanikal bahan tradisional, CFRP baharu menambah kelebihan baharu, iaitu ia boleh dibaiki berulang kali di bawah tindakan haba. Haba boleh membaiki sebarang kerosakan lesu bahan, dan juga boleh digunakan untuk menguraikan bahan apabila ia perlu dikitar semula pada akhir kitaran perkhidmatan. Memandangkan CFRP tradisional tidak boleh dikitar semula, adalah penting untuk membangunkan bahan baharu yang boleh dikitar semula atau dibaiki menggunakan tenaga haba atau pemanasan frekuensi radio.
Profesor Vashisth berkata bahawa sumber haba boleh melambatkan proses penuaan CFRP baharu tanpa had masa. Secara tepatnya, bahan ini harus dipanggil Vitrimer Bertetulang Serat Karbon (vCFRP, Vitrimer Bertetulang Serat Karbon). Polimer kaca (Vitrimer) ialah sejenis bahan polimer baharu yang menggabungkan kelebihan plastik termoplastik dan termoset yang dicipta oleh saintis Perancis Profesor Ludwik Leibler pada tahun 2011. Bahan Vitrimer menggunakan mekanisme pertukaran ikatan dinamik, yang boleh melakukan pertukaran ikatan kimia boleh balik secara dinamik apabila dipanaskan, dan pada masa yang sama mengekalkan struktur bersilang secara keseluruhan, supaya polimer termoset boleh sembuh sendiri dan diproses semula seperti polimer termoplastik.
Sebaliknya, bahan komposit gentian karbon yang biasa dirujuk sebagai bahan komposit matriks resin bertetulang gentian karbon (CFRP), yang boleh dibahagikan kepada dua jenis: termoset atau termoplastik mengikut struktur resin yang berbeza. Bahan komposit termoset biasanya mengandungi resin epoksi, ikatan kimia yang boleh menyatukan bahan tersebut secara kekal menjadi satu badan. Komposit termoplastik mengandungi resin termoplastik yang agak lembut yang boleh dicairkan dan diproses semula, tetapi ini pasti akan menjejaskan kekuatan dan kekakuan bahan tersebut.
Ikatan kimia dalam vCFRP boleh disambungkan, diputuskan sambungannya, dan disambung semula untuk mendapatkan "jalan tengah" antara bahan termoset dan termoplastik. Penyelidik projek percaya bahawa Vitrimer boleh menjadi pengganti resin termoset dan mengelakkan pengumpulan komposit termoset di tapak pelupusan sampah. Penyelidik percaya bahawa vCFRP akan menjadi peralihan besar daripada bahan tradisional kepada bahan dinamik, dan akan mempunyai beberapa impak dari segi kos kitaran hayat penuh, kebolehpercayaan, keselamatan dan penyelenggaraan.
Pada masa ini, bilah turbin angin merupakan salah satu bidang di mana penggunaan CFRP adalah besar, dan pemulihan bilah sentiasa menjadi masalah dalam bidang ini. Selepas tamat tempoh perkhidmatan, beribu-ribu bilah yang telah dilupuskan telah dibuang di tapak pelupusan sampah dalam bentuk tapak pelupusan sampah, yang menyebabkan kesan yang besar terhadap alam sekitar.
Jika vCFRP boleh digunakan untuk pembuatan bilah, ia boleh dikitar semula dan digunakan semula dengan pemanasan mudah. Walaupun bilah yang dirawat tidak dapat dibaiki dan digunakan semula, sekurang-kurangnya ia boleh diuraikan oleh haba. Bahan baharu ini mengubah kitaran hayat linear komposit termoset kepada kitaran hayat kitaran, yang akan menjadi langkah besar ke arah pembangunan mampan.
Jika vCFRP boleh digunakan untuk pembuatan bilah, ia boleh dikitar semula dan digunakan semula dengan pemanasan mudah. Walaupun bilah yang dirawat tidak dapat dibaiki dan digunakan semula, sekurang-kurangnya ia boleh diuraikan oleh haba. Bahan baharu ini mengubah kitaran hayat linear komposit termoset kepada kitaran hayat kitaran, yang akan menjadi langkah besar ke arah pembangunan mampan.
Masa siaran: 9-Nov-2021
