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    新的碳纖維復合材料可利用熱能進行愈合

       日期:2021-11-13     瀏覽:16    評論:0    
     
    華盛頓大學教授Aniruddh Vashisth開發了一種新的、非常堅固的、輕型的碳纖維復合材料。這種新的碳纖維復合材料與傳統的碳纖維不同,因為它可以被反復修復。對于目前的碳纖維材料,一旦損壞,基本上是不可能修復或回收的。
     
    新的碳纖維復合材料與傳統的碳纖維一樣堅固,但有一個好處,那就是可以利用熱量反復修復。熱量可以逆轉材料的任何疲勞損傷,當材料需要回收時,它也可以被用來分解。由于傳統的碳纖維無法被回收,開發一種可以使用傳統熱源或射頻加熱進行回收或修復的材料是一項關鍵的發現。
     
    Vashisth教授說,熱源可以被用來無限期地推遲他的新碳纖維復合材料的老化過程。這種材料屬于一個被稱為碳纖維增強玻璃纖維(vCFRP)的組別。相比之下,今天通常使用的碳纖維材料是碳纖維增強的聚合物(CFRP)。傳統上,CFRP是熱固性或熱塑性的。熱固性品種使用帶有化學鏈接的環氧樹脂,將其固定在一起并永久硬化。熱塑性品種使用一種較軟的膠水,可以被熔化和重新加工,但這樣做會影響其強度和剛度。
     
    vCFRP依靠能夠鏈接、解除鏈接和重新鏈接的玻璃纖維,與其他兩種材料相比,提供了某種中間地帶。項目研究人員認為,vCFRP材料是許多由熱固性材料制造的產品的替代品,可以防止碳纖維材料在垃圾填埋場的堆積。這種材料將把塑料的線性生命周期變成一個圓形的生命周期,類似于鋁。
     
     
    今天,碳纖維復合材料常用的地方之一是風力渦輪機葉片。這些風力渦輪機葉片最大的缺點之一是材料不能被回收。這些葉片的壽命也是有限的,由于它們不能被回收,當需要更換時,舊的葉片就會被放入垃圾場。數以千計的這些葉片將在未來幾年內從用于發電的風力渦輪機上拆下。由于碳元素的化學性質相當穩定,這些葉片在環境中永遠不會分解,將永遠留在它們被放置的地方。
     
    由碳纖維復合材料制成的材料(如風力渦輪機葉片)的回收問題,突出了風能的一個鮮為人知的挑戰。并非所有與可再生電力相關的東西都是可以回收的。產生清潔電力所需的一些部件本身就會給環境帶來問題。
     
    如果這些葉片將來能用新的vCFRP制造出來,也許可以簡單地用熱來更新葉片,使它們再次準備好運行。即使它們不能被修復和重新使用,至少可以用熱量來分解它們,而不是簡單地把它們永遠埋在垃圾堆里。
        
     
     
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