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新的碳纤维复合材料可利用热能进行愈合

   日期:2021-11-13     浏览:19    评论:0    
 
华盛顿大学教授Aniruddh Vashisth开发了一种新的、非常坚固的、轻型的碳纤维复合材料。这种新的碳纤维复合材料与传统的碳纤维不同,因为它可以被反复修复。对于目前的碳纤维材料,一旦损坏,基本上是不可能修复或回收的。
 
新的碳纤维复合材料与传统的碳纤维一样坚固,但有一个好处,那就是可以利用热量反复修复。热量可以逆转材料的任何疲劳损伤,当材料需要回收时,它也可以被用来分解。由于传统的碳纤维无法被回收,开发一种可以使用传统热源或射频加热进行回收或修复的材料是一项关键的发现。
 
Vashisth教授说,热源可以被用来无限期地推迟他的新碳纤维复合材料的老化过程。这种材料属于一个被称为碳纤维增强玻璃纤维(vCFRP)的组别。相比之下,今天通常使用的碳纤维材料是碳纤维增强的聚合物(CFRP)。传统上,CFRP是热固性或热塑性的。热固性品种使用带有化学链接的环氧树脂,将其固定在一起并永久硬化。热塑性品种使用一种较软的胶水,可以被熔化和重新加工,但这样做会影响其强度和刚度。
 
vCFRP依靠能够链接、解除链接和重新链接的玻璃纤维,与其他两种材料相比,提供了某种中间地带。项目研究人员认为,vCFRP材料是许多由热固性材料制造的产品的替代品,可以防止碳纤维材料在垃圾填埋场的堆积。这种材料将把塑料的线性生命周期变成一个圆形的生命周期,类似于铝。
 
 
今天,碳纤维复合材料常用的地方之一是风力涡轮机叶片。这些风力涡轮机叶片最大的缺点之一是材料不能被回收。这些叶片的寿命也是有限的,由于它们不能被回收,当需要更换时,旧的叶片就会被放入垃圾场。数以千计的这些叶片将在未来几年内从用于发电的风力涡轮机上拆下。由于碳元素的化学性质相当稳定,这些叶片在环境中永远不会分解,将永远留在它们被放置的地方。
 
由碳纤维复合材料制成的材料(如风力涡轮机叶片)的回收问题,突出了风能的一个鲜为人知的挑战。并非所有与可再生电力相关的东西都是可以回收的。产生清洁电力所需的一些部件本身就会给环境带来问题。
 
如果这些叶片将来能用新的vCFRP制造出来,也许可以简单地用热来更新叶片,使它们再次准备好运行。即使它们不能被修复和重新使用,至少可以用热量来分解它们,而不是简单地把它们永远埋在垃圾堆里。
    
 
 
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