Ogljikova vlakna iz rastlin

Ogljikova vlakna so revolucionirala številna področja našega življenja, kot so gradbeništvo, letalstvo in vojaška industrija. So petkrat močnejši od jekla in hkrati zelo lahki. Na žalost so tudi relativno drage. Skupina raziskovalcev v Nacionalnem laboratoriju za obnovljivo energijo v Koloradu je razvila tehnologijo za proizvodnjo ogljikovih vlaken iz obnovljivih virov. Zahvaljujoč temu je mogoče bistveno znižati njihovo ceno in hkrati zmanjšati izpuste toplogrednih plinov.

Za karbonska vlakna je značilna visoka togost, visoka mehanska trdnost in majhna teža. Zaradi teh lastnosti se uporabljajo v gradbeništvu, tudi že vrsto let. letala, športni avtomobili, pa tudi kolesa in teniški loparji. Pridobivajo se v procesu pirolize polimerov naftnega izvora (predvsem poliakrilonitrila), ki obsega večurno segrevanje polimernih vlaken pri temperaturah do 3000 ℃, brez kisika in pod visokim pritiskom. To popolnoma karbonizira vlakno – ne ostane nič drugega kot karbon. Atomi tega elementa tvorijo urejeno heksagonalno strukturo (podobno grafitu ali grafenu), ki je neposredno odgovorna za izjemne lastnosti ogljikovih vlaken.

Američani ne nameravajo spreminjati same faze pirolize. Namesto tega želijo spremeniti način izdelave svoje glavne surovine, poliakrilonitrila. Za sintezo tega polimera je potreben akrilonitril, ki trenutno nastaja kot posledica predelave surove nafte. Znanstveniki iz Kolorada predlagajo, da bi ga nadomestili z organskimi kmetijskimi odpadki. Sladkorji, ekstrahirani iz takšne biomase, fermentirajo izbrani mikroorganizmi, nato pa se njihovi produkti pretvorijo v akrilonitril. Proizvodnja se nadaljuje normalno.

Uporaba obnovljivih surovin v tem procesu bo pripomogla k zmanjšanju izpustov toplogrednih plinov v ozračje. Povečala se bo tudi dostopnost poliakrilonitrila na trgu, kar bo povzročilo nižje cene ogljikovih vlaken na njegovi osnovi. Ostaja le počakati na industrijsko uporabo te metode.

vir: popsci.com, foto: upload.wikimedia.org