Ученые из Германии и Нидерландов исследуют новые экологически чистыеНОАКматериалы. Целью является разработка экологически чистых материалов для оптических применений, таких как автомобильные фары, линзы, светоотражающие пластмассы или световоды. На данный момент эти продукты обычно изготавливаются из поликарбоната или ПММА.
Ученые хотят найти пластик на биологической основе для изготовления автомобильных фар. Оказывается, полимолочная кислота является подходящим материалом-кандидатом.
С помощью этого метода ученые решили несколько проблем, с которыми сталкиваются традиционные пластмассы: во-первых, обращение внимания к возобновляемым ресурсам может эффективно снизить давление, оказываемое сырой нефтью на промышленность пластмасс; во-вторых, это может сократить выбросы углекислого газа; в-третьих, это предполагает рассмотрение всего жизненного цикла материала.
«Полимолочная кислота не только имеет преимущества с точки зрения экологичности, но и обладает очень хорошими оптическими свойствами и может использоваться в видимом спектре электромагнитных волн», — говорит доктор Клаус Хубер, профессор Университета Падерборна в Германии.
В настоящее время одной из трудностей, которую преодолевают ученые, является применение полимолочной кислоты в светодиодных областях. Светодиод известен как эффективный и экологически чистый источник света. «В частности, чрезвычайно длительный срок службы и видимое излучение, такое как синий свет светодиодных ламп, предъявляют высокие требования к оптическим материалам», — объясняет Хубер. Именно поэтому необходимо использовать чрезвычайно прочные материалы. Проблема в том, что PLA становится мягким при температуре около 60 градусов. Однако во время работы светодиодные фонари могут достигать температуры до 80 градусов.
Еще одной сложной трудностью является кристаллизация полимолочной кислоты. Полимолочная кислота образует кристаллиты при температуре около 60 градусов, которые размывают материал. Ученые хотели найти способ избежать этой кристаллизации; или сделать процесс кристаллизации более управляемым — чтобы размер образующихся кристаллитов не влиял на свет.
В лаборатории Падерборна ученые сначала определили молекулярные свойства полимолочной кислоты, чтобы изменить свойства материала, в частности его состояние плавления и кристаллизации. Хубер отвечает за исследование того, в какой степени добавки или энергия излучения могут улучшить свойства материалов. «Мы создали систему рассеяния света под малым углом специально для изучения процессов образования или плавления кристаллов, процессов, которые оказывают существенное влияние на оптические функции», — сказал Хубер.
Помимо научных и технических знаний, проект может принести значительную экономическую выгоду после реализации. Команда рассчитывает передать свой первый лист ответов к концу 2022 года.
Время публикации: 9 ноября 2022 г.