Вчені з Німеччини та Нідерландів досліджують нові екологічно чистіНЛАматеріали. Мета полягає в розробці екологічно чистих матеріалів для оптичних застосувань, таких як автомобільні фари, лінзи, світловідбиваючі пластики або світловоди. Наразі ці вироби зазвичай виготовляються з полікарбонату або поліметилметакрилату (ПММА).
Вчені хочуть знайти біопластик для виготовлення автомобільних фар. Виявляється, що полімолочна кислота є підходящим матеріалом-кандидатом.
Завдяки цьому методу вчені вирішили кілька проблем, з якими стикаються традиційні пластмаси: по-перше, звернення їхньої уваги на відновлювані ресурси може ефективно зменшити тиск, який спричиняє сира нафта, на промисловість пластмас; по-друге, це може зменшити викиди вуглекислого газу; по-третє, це передбачає врахування всього життєвого циклу матеріалу.
«Полімолочна кислота не лише має переваги з точки зору екологічності, вона також має дуже хороші оптичні властивості та може використовуватися у видимому спектрі електромагнітних хвиль», — каже доктор Клаус Хубер, професор Падерборнського університету в Німеччині.
Наразі однією з труднощів, яку долають вчені, є застосування полімолочної кислоти в галузях, пов'язаних зі світлодіодами. Світлодіоди відомі як ефективне та екологічно чисте джерело світла. «Зокрема, надзвичайно тривалий термін служби та видиме випромінювання, таке як синє світло світлодіодних ламп, висувають високі вимоги до оптичних матеріалів», – пояснює Хубер. Ось чому необхідно використовувати надзвичайно міцні матеріали. Проблема полягає в тому, що PLA розм'якшується при температурі близько 60 градусів. Однак світлодіодні лампи можуть досягати температури до 80 градусів під час роботи.
Ще однією складною проблемою є кристалізація полімолочної кислоти. Полімолочна кислота утворює кристаліти приблизно за 60 градусів, що розмиває матеріал. Вчені хотіли знайти спосіб уникнути цієї кристалізації або зробити процес кристалізації більш контрольованим — щоб розмір утворених кристалітів не впливав на світло.
У лабораторії Падерборна вчені спочатку визначили молекулярні властивості полімолочної кислоти, щоб змінити властивості матеріалу, зокрема його стан плавлення та кристалізації. Хубер відповідає за дослідження того, якою мірою добавки або енергія випромінювання можуть покращити властивості матеріалів. «Ми створили систему розсіювання світла під малим кутом спеціально для цього, щоб вивчати процеси формування кристалів або плавлення, процеси, які мають значний вплив на оптичні функції», – сказав Хубер.
Окрім наукових та технічних знань, проєкт може принести значні економічні вигоди після впровадження. Команда очікує передати свій перший аркуш відповідей до кінця 2022 року.
Час публікації: 09 листопада 2022 р.