Saksalaiset ja hollantilaiset tutkijat tutkivat uusia ympäristöystävällisiäPLAmateriaaleja. Tavoitteena on kehittää kestäviä materiaaleja optisiin sovelluksiin, kuten autojen ajovaloihin, linsseihin, heijastaviin muoveihin tai valonjohtimiin. Tällä hetkellä nämä tuotteet on yleensä valmistettu polykarbonaatista tai PMMA:sta.
Tutkijat haluavat löytää biopohjaisen muovin autojen ajovalojen valmistukseen. Polymaitohappo osoittautui sopivaksi materiaaliksi.
Tämän menetelmän avulla tiedemiehet ovat ratkaisseet useita perinteisten muovien kohtaamia ongelmia: ensinnäkin huomion kiinnittäminen uusiutuviin luonnonvaroihin voi tehokkaasti lievittää raakaöljyn muoviteollisuudelle aiheuttamaa painetta; toiseksi se voi vähentää hiilidioksidipäästöjä; kolmanneksi tämä edellyttää koko materiaalin elinkaaren huomioon ottamista.
”Polymaitohapolla ei ole ainoastaan kestävyyden etuja, vaan sillä on myös erittäin hyvät optiset ominaisuudet ja sitä voidaan käyttää sähkömagneettisten aaltojen näkyvässä spektrissä”, sanoo tohtori Klaus Huber, professori Paderbornin yliopistosta Saksasta.
Yksi tiedemiesten tällä hetkellä ratkaisemista vaikeuksista on polymaitohapon käyttö LED-valaisimissa. LED tunnetaan tehokkaana ja ympäristöystävällisenä valonlähteenä. ”Erityisesti erittäin pitkä käyttöikä ja näkyvä säteily, kuten LED-lamppujen sininen valo, asettavat optisille materiaaleille korkeita vaatimuksia”, Huber selittää. Siksi on käytettävä erittäin kestäviä materiaaleja. Ongelmana on: PLA pehmenee noin 60 asteessa. LED-valot voivat kuitenkin saavuttaa jopa 80 asteen lämpötilan käytön aikana.
Toinen haastava vaikeus on polymaitohapon kiteytyminen. Polymaitohappo muodostaa noin 60 asteen kiteitä, jotka sumentavat materiaalia. Tutkijat halusivat löytää keinon välttää tämä kiteytyminen tai tehdä kiteytymisprosessista hallittavamman – niin, että muodostuneiden kiteiden koko ei vaikuttaisi valoon.
Paderbornin laboratoriossa tutkijat määrittivät ensin polymaitohapon molekyyliominaisuudet muuttaakseen materiaalin ominaisuuksia, erityisesti sen sulamistilaa ja kiteytymisastetta. Huber vastaa sen tutkimisesta, missä määrin lisäaineet eli säteilyenergia voivat parantaa materiaalien ominaisuuksia. "Rakensimme tätä varten pienikulmaisen valonsirontajärjestelmän tutkiaksemme kiteiden muodostumis- tai sulamisprosesseja, prosesseja, joilla on merkittävä vaikutus optiseen toimintaan", Huber sanoi.
Tieteellisen ja teknisen tiedon lisäksi hanke voisi toteuttamisen jälkeen tuottaa merkittäviä taloudellisia hyötyjä. Tiimi odottaa luovuttavansa ensimmäisen vastauslomakkeensa vuoden 2022 loppuun mennessä.
Julkaisun aika: 09.11.2022