Włókna węglowe z roślin
Włókna węglowe zrewolucjonizowały wiele dziedzin naszego życia, takich jak inżynieria lądowa, lotnictwo i przemysł wojskowy. Są pięć razy mocniejsze niż stal, a jednocześnie bardzo lekkie. Są też niestety stosunkowo drogie. Zespół naukowców z National Renewable Energy Laboratory w Kolorado opracował technologię produkcji włókien węglowych ze źródeł odnawialnych. Dzięki temu możliwe jest znaczne obniżenie ich ceny przy jednoczesnym ograniczeniu emisji gazów cieplarnianych.
Włókna węglowe charakteryzują się dużą sztywnością, dużą wytrzymałością mechaniczną oraz niską wagą. Dzięki tym właściwościom znajdują zastosowanie w budownictwie, w tym od wielu lat. samoloty, samochody sportowe, a także rowery i rakiety tenisowe. Otrzymuje się je w procesie pirolizy polimerów pochodzenia naftowego (głównie poliakrylonitrylu), który polega na wielogodzinnym wygrzewaniu włókien polimerowych w temperaturze do 3000℃, bez tlenu i pod wysokim ciśnieniem. To całkowicie karbonizuje włókno - nie pozostaje nic poza węglem. Atomy tego pierwiastka tworzą uporządkowaną heksagonalną strukturę (podobną do grafitu czy grafenu), która bezpośrednio odpowiada za niezwykłe właściwości włókien węglowych.
Amerykanie nie planują zmiany samego etapu pirolizy. Zamiast tego chcą zmienić sposób, w jaki wytwarzają swój główny surowiec, poliakrylonitryl. Do syntezy tego polimeru potrzebny jest akrylonitryl, który obecnie powstaje w wyniku przerobu ropy naftowej. Naukowcy z Kolorado proponują zastąpienie go organicznymi odpadami rolniczymi. Cukry ekstrahowane z takiej biomasy są poddawane fermentacji przez wybrane mikroorganizmy, a następnie ich produkty przekształcane są w akrylonitryl. Produkcja przebiega normalnie.
Wykorzystanie w tym procesie surowców odnawialnych pomoże ograniczyć emisję gazów cieplarnianych do atmosfery. Zwiększy się również dostępność poliakrylonitrylu na rynku, co przełoży się na obniżenie cen włókien węglowych na jego bazie. Pozostaje tylko czekać na przemysłowe zastosowanie tej metody.
źródło: popsci.com, fot. upload.wikimedia.org
