Επιστήμονες από τη Γερμανία και την Ολλανδία ερευνούν νέα φιλικά προς το περιβάλλονPLAυλικά. Στόχος είναι η ανάπτυξη βιώσιμων υλικών για οπτικές εφαρμογές, όπως προβολείς αυτοκινήτων, φακοί, ανακλαστικά πλαστικά ή οδηγοί φωτός. Προς το παρόν, αυτά τα προϊόντα είναι γενικά κατασκευασμένα 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. Τρίτον, αυτό περιλαμβάνει την εξέταση ολόκληρου του κύκλου ζωής του υλικού.
«Το πολυγαλακτικό οξύ δεν έχει μόνο 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 Klaus Huber, καθηγητής στο Πανεπιστήμιο του Paderborn στη Γερμανία.
Προς το παρόν, μια από τις δυσκολίες που ξεπερνούν οι επιστήμονες είναι η εφαρμογή πολυγαλακτικού οξέος σε πεδία που σχετίζονται με τα LED. Το LED είναι γνωστό 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 η Huber. Γι' αυτό πρέπει να χρησιμοποιούνται εξαιρετικά ανθεκτικά υλικά. Το πρόβλημα είναι: Το PLA γίνεται μαλακό σε περίπου 60 μοίρες. Ωστόσο, τα φώτα LED μπορούν να φτάσουν σε θερμοκρασίες έως και 80 βαθμούς κατά τη λειτουργία.
Μια άλλη προκλητική δυσκολία είναι η κρυστάλλωση του πολυγαλακτικού οξέος. Το πολυγαλακτικό οξύ σχηματίζει κρυσταλλίτες περίπου στους 60 βαθμούς, οι οποίοι θολώνουν το υλικό. Οι επιστήμονες ήθελαν να βρουν έναν τρόπο να αποφύγουν αυτή την κρυστάλλωση. ή για να γίνει πιο ελεγχόμενη η διαδικασία κρυστάλλωσης — έτσι ώστε το μέγεθος των κρυσταλλιδίων που σχηματίστηκαν 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, ιδιαίτερα 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 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 υλοποίηση. Η ομάδα αναμένει να παραδώσει το πρώτο της φύλλο απαντήσεων μέχρι το τέλος του 2022.
Ώρα δημοσίευσης: Νοε-09-2022