Nowatorski, ultrastyczny i lekki materiał kompozytowy z włókna węglowego opracowany przez profesora Aniruddha Vashistha na University of Washington przedstawia przełomową cechę: możliwość wielokrotnego naprawy. W przeciwieństwie do konwencjonalnych materiałów z włókna węglowego, które stają się nieodwracalne i nieokreślone po uszkodzeniu, innowacja ta otwiera nowe możliwości zrównoważonego rozwoju.
Nowy kompozyt odpowiada wytrzymałościowi tradycyjnego włókna węglowego, ale dodaje wyjątkową zaletę naprawy cieplnej. Ciepło może odwrócić uszkodzenia zmęczeniowe w materiale i rozłożyć je w celu recyklingu-krytycznego postępu, ponieważ tradycyjnego włókna węglowego nie można poddać recyklingu. Proces ten wykorzystuje konwencjonalne źródła ciepła lub ogrzewanie częstotliwości radiowej, aby przywrócić lub rozbić materiał.
Profesor Vashisth wyjaśnia, że zastosowanie ciepła może bez końca opóźniać starzenie się w tym nowym kompozytowym, sklasyfikowanym jako polimer wzmocniony włóknem węglowym na bazie witrimeru (VCFRP). Natomiast standardowe materiały z włókna węglowego są klasyfikowane jako polimery wzmocnione włóknem węglowym (CFRP), które są albo termoczochłonne (przy użyciu chemicznie związanych żywic epoksydowych, które stwardniały) lub termoplastyczne (przy użyciu miękkich klejów, które można przypomnieć, ale siła i sztywność poświęcania).
VCFRP zajmuje środkową ziemię, polegając na szklanych włókienach zdolnych do wiązania, niezbadania i rebondowania. Naukowcy uważają, że materiał ten może zastąpić wiele produktów opartych na termosetowaniu, zapobiegając gromadzeniu się odpadów z włókna węglowego na składowiskach. Przekształca liniowy cykl życia tworzyw sztucznych w okrągły, podobny do recyklingu aluminium.
Pleciowa aplikacja leży w łopatach turbiny wiatrowej, które obecnie napotykają ograniczoną żywotność i nie recykling. Tysiące starzejących się ostrzy, wykonanych z tradycyjnego CFRP, wkrótce zostaną wycofane z eksploatacji i zakopane w nieskończoność z powodu stabilności chemicznej Carbon. Ten problem podkreśla mniej znane wyzwanie środowiskowe w zakresie energii odnawialnej: nie wszystkie elementy systemów czystej energii są zrównoważone.
Jeśli przyszłe łopatki turbiny przyjmują VCFRP, ciepło może je odmłodzić w celu ponownego użycia lub rozkładu w celu recyklingu rozwiązania wiecznych odpadów składowisk. Ta innowacja podkreśla, w jaki sposób zaawansowane materiały mogą pogodzić postęp technologiczny z zarządzaniem środowiskiem, zapewniając, że systemy zielonych energii pozostają naprawdę zrównoważone.
