Fa uns dies, el professor de la Universitat de Washington, Aniruddh Vashisth, va publicar un article a la revista internacional Carbon, afirmant que havia desenvolupat amb èxit un nou tipus de material compost de fibra de carboni. A diferència del CFRP tradicional, que no es pot reparar un cop danyat, els nous materials es poden reparar repetidament.
Tot mantenint les propietats mecàniques dels materials tradicionals, el nou CFRP afegeix un nou avantatge, és a dir, que es pot reparar repetidament sota l'acció de la calor. La calor pot reparar qualsevol dany per fatiga del material i també es pot utilitzar per descompondre el material quan calgui reciclar-lo al final del cicle de servei. Com que el CFRP tradicional no es pot reciclar, és important desenvolupar un nou material que es pugui reciclar o reparar mitjançant energia tèrmica o calefacció per radiofreqüència.
El professor Vashisth va dir que la font de calor pot retardar indefinidament el procés d'envelliment del nou CFRP. En rigor, aquest material s'hauria d'anomenar Vitrimers reforçats amb fibra de carboni (vCFRP, Vitrimers reforçats amb fibra de carboni). El polímer de vidre (Vitrimers) és un nou tipus de material polimèric que combina els avantatges dels plàstics termoplàstics i termoestables inventat pel científic francès, el professor Ludwik Leibler, el 2011. El material Vitrimers utilitza un mecanisme d'intercanvi d'enllaços dinàmic, que pot realitzar un intercanvi d'enllaços químics reversible de manera dinàmica quan s'escalfa i, alhora, mantenir una estructura reticulada en conjunt, de manera que els polímers termoestables es poden autocurar i reprocessar com els polímers termoplàstics.
En canvi, els materials compostos de fibra de carboni que es coneixen habitualment són els materials compostos de matriu de resina reforçada amb fibra de carboni (CFRP), que es poden dividir en dos tipus: termoestables o termoplàstics segons la diferent estructura de la resina. Els materials compostos termoestables solen contenir resina epoxi, els enllaços químics de la qual poden consolidar permanentment el material en un sol cos. Els compostos termoplàstics contenen resines termoplàstiques relativament toves que es poden fondre i reprocessar, però això inevitablement afectarà la resistència i la rigidesa del material.
Els enllaços químics del vCFRP es poden connectar, desconnectar i reconnectar per obtenir un "punt intermedi" entre els materials termoestables i els termoplàstics. Els investigadors del projecte creuen que els vitrimers poden convertir-se en un substitut de les resines termoestables i evitar l'acumulació de compostos termoestables als abocadors. Els investigadors creuen que el vCFRP suposarà un canvi important dels materials tradicionals als materials dinàmics, i tindrà una sèrie d'impactes en termes de cost del cicle de vida complet, fiabilitat, seguretat i manteniment.
Actualment, les pales dels aerogeneradors són una de les àrees on l'ús de CFRP és gran, i la recuperació de pales sempre ha estat un problema en aquest camp. Després del venciment del període de servei, milers de pales retirades es van descartar a l'abocador en forma de residus, cosa que va causar un gran impacte sobre el medi ambient.
Si el vCFRP es pot utilitzar per a la fabricació de fulles, es pot reciclar i reutilitzar mitjançant un simple escalfament. Fins i tot si la fulla tractada no es pot reparar ni reutilitzar, almenys es pot descompondre amb calor. El nou material transforma el cicle de vida lineal dels compostos termoestables en un cicle de vida cíclic, cosa que serà un gran pas cap al desenvolupament sostenible.
Si el vCFRP es pot utilitzar per a la fabricació de fulles, es pot reciclar i reutilitzar mitjançant un simple escalfament. Fins i tot si la fulla tractada no es pot reparar ni reutilitzar, almenys es pot descompondre amb calor. El nou material transforma el cicle de vida lineal dels compostos termoestables en un cicle de vida cíclic, cosa que serà un gran pas cap al desenvolupament sostenible.
Data de publicació: 09 de novembre de 2021
