Επιστήμονες από τη Γερμανία και την Ολλανδία ερευνούν νέες, φιλικές προς το περιβάλλον μεθόδους...ΑΠΛυλικά. Στόχος είναι η ανάπτυξη βιώσιμων υλικών για οπτικές εφαρμογές όπως προβολείς αυτοκινήτων, φακοί, ανακλαστικά πλαστικά ή οδηγοί φωτός. Προς το παρόν, αυτά τα προϊόντα κατασκευάζονται γενικά από πολυανθρακικό ή PMMA.
Οι επιστήμονες θέλουν να βρουν ένα βιολογικό πλαστικό για την κατασκευή προβολέων αυτοκινήτων. Αποδεικνύεται ότι το πολυγαλακτικό οξύ είναι ένα κατάλληλο υποψήφιο υλικό.
Μέσω αυτής της μεθόδου, οι επιστήμονες έχουν λύσει πολλά προβλήματα που αντιμετωπίζουν τα παραδοσιακά πλαστικά: πρώτον, η στροφή της προσοχής τους στις ανανεώσιμες πηγές ενέργειας μπορεί να μετριάσει αποτελεσματικά την πίεση που προκαλείται από το αργό πετρέλαιο στη βιομηχανία πλαστικών, δεύτερον, μπορεί να μειώσει τις εκπομπές διοξειδίου του άνθρακα και τρίτον, αυτό περιλαμβάνει την εξέταση ολόκληρου του κύκλου ζωής του υλικού.
«Το πολυγαλακτικό οξύ όχι μόνο έχει πλεονεκτήματα όσον αφορά τη βιωσιμότητα, αλλά έχει επίσης πολύ καλές οπτικές ιδιότητες και μπορεί να χρησιμοποιηθεί στο ορατό φάσμα των ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων», λέει ο Δρ. Κλάους Χούμπερ, καθηγητής στο Πανεπιστήμιο του Πάντερμπορν στη Γερμανία.
Προς το παρόν, μία από τις δυσκολίες που ξεπερνούν οι επιστήμονες είναι η εφαρμογή του πολυγαλακτικού οξέος σε τομείς που σχετίζονται με τα LED. Τα LED είναι γνωστά ως μια αποτελεσματική και φιλική προς το περιβάλλον πηγή φωτός. «Συγκεκριμένα, η εξαιρετικά μεγάλη διάρκεια ζωής και η ορατή ακτινοβολία, όπως το μπλε φως των λαμπτήρων LED, θέτουν υψηλές απαιτήσεις στα οπτικά υλικά», εξηγεί ο Huber. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο πρέπει να χρησιμοποιούνται εξαιρετικά ανθεκτικά υλικά. Το πρόβλημα είναι: το PLA μαλακώνει περίπου στους 60 βαθμούς. Ωστόσο, τα φώτα LED μπορούν να φτάσουν σε θερμοκρασίες έως και 80 βαθμούς κατά τη λειτουργία.
Μια άλλη δύσκολη πρόκληση είναι η κρυστάλλωση του πολυγαλακτικού οξέος. Το πολυγαλακτικό οξύ σχηματίζει κρυσταλλίτες σε θερμοκρασία περίπου 60 μοιρών, οι οποίοι θολώνουν το υλικό. Οι επιστήμονες ήθελαν να βρουν έναν τρόπο να αποφύγουν αυτήν την κρυστάλλωση ή να κάνουν τη διαδικασία κρυστάλλωσης πιο ελεγχόμενη — έτσι ώστε το μέγεθος των κρυσταλλιτών που σχηματίζονται να μην επηρεάζει το φως.
Στο εργαστήριο Paderborn, οι επιστήμονες προσδιόρισαν αρχικά τις μοριακές ιδιότητες του πολυγαλακτικού οξέος προκειμένου να αλλάξουν τις ιδιότητες του υλικού, ιδίως την κατάσταση τήξης και την κρυστάλλωσή του. Ο Huber είναι υπεύθυνος για τη διερεύνηση του βαθμού στον οποίο τα πρόσθετα, ή η ενέργεια ακτινοβολίας, μπορούν να βελτιώσουν τις ιδιότητες των υλικών. «Κατασκευάσαμε ένα σύστημα σκέδασης φωτός μικρής γωνίας ειδικά για αυτό, για να μελετήσουμε τον σχηματισμό κρυστάλλων ή τις διαδικασίες τήξης, διαδικασίες που έχουν σημαντικό αντίκτυπο στην οπτική λειτουργία», δήλωσε ο Huber.
Εκτός από τις επιστημονικές και τεχνικές γνώσεις, το έργο θα μπορούσε να αποφέρει σημαντικά οικονομικά οφέλη μετά την εφαρμογή του. Η ομάδα αναμένει να παραδώσει το πρώτο της φύλλο απαντήσεων μέχρι το τέλος του 2022.
Ώρα δημοσίευσης: 09 Νοεμβρίου 2022