Brug af et kraftigt affaldsprodukt:Mod forbedring af køretøjets brændstoføkonomi

I betragtning af bekymringer over den globale klimaopvarmning, forskere arbejder hårdt på at minimere mængden af ​​brændstof, som vi alle bruger i hverdagen. Reduktion af køretøjers vægt reducerer mængden af ​​brændstof, der kræves for at drive dem, og læg penge tilbage i lommen.

I en undersøgelse, der for nylig blev offentliggjort i Chemical Engineering Journal , forskere fra Kanazawa University har kemisk modificeret et industriaffaldsprodukt, og forarbejdede det til et muligt let konstruktionsmateriale. Denne udvikling kan øge brændstoføkonomien ved privat og kommerciel transport.

Forskerne startede med Kraft lignin, et biprodukt af en almindelig træpulpeproces. Papirfabrikker brænder normalt Kraft lignin for at generere strøm, fordi det er svært at bruge til andet end specialiserede formål. Kemisk forarbejdning af Kraft -lignin til et mere nyttigt materiale ville forbedre papirproduktionens miljømæssige bæredygtighed.

"Vi udførte en kemisk ændring af Kraft ligninpolymer kendt som acetylering, "siger første forfatter László Szabó." Optimering af acetyleringens omfang var afgørende for vores forskningsindsats. "

En kontrolleret reaktion var vigtig for at optimere Kraft lignins evne til at være forenelig med en anden polymer kaldet polyacrylonitril, og forbereder således kvalitetsfibre af kvalitet, der skaber en konstrueret komposit. Hvis der er for lidt - eller for meget - acetylering, kulfiberne er af lav kvalitet.

"Vores reaktion var ganske mild, producerer kun et ret godartet biprodukt - acetone - uden at ændre polydispersiteten af ​​Kraft -ligninet, "forklarer Kenji Takahashi, med senior forfatter. "Vi var således i stand til at blande Kraft -lignin med polyacrylonitril for at opnå en dope -løsning til elektrospinning indeholdende mere kompatible polymersegmenter og til sidst fremstille carbonfibre af høj kvalitet."

Forskernes kulfibermåtter indeholder fine ensartede fibre, uden at den termiske behandling forringer fiberkvaliteten. Faktisk, sammenlignet med umodificeret Kraft -lignin, ved anvendelse af den modificerede polymer udviste fibermåtten en næsten 3-fold forbedring i mekanisk styrke.

"Vores fibres mekaniske ydeevne kan tilskrives den skræddersyede grafitiske struktur af materialerne, "forklarer Szabó." Dette resultat skyldes de forbedrede polymerinteraktioner, der fører til et mere justeret polymert netværk, som derefter underkastes den termiske behandling. "

Konstruerede kompositter er almindelige i rumfartøjer, biler, plast, beton, og mange andre produkter og teknologier. Når disse forskere minimerer omkostningerne ved at forberede deres nye kulfiber, måske bliver fremtidens biler lettere, mere holdbar, og mere brændstofeffektive. Da hver industri bruger transport, alle vil spare penge, og hver virksomhed vil være mere miljømæssigt bæredygtig.