Ίνες άνθρακα από φυτά

Οι ίνες άνθρακα έχουν φέρει επανάσταση σε πολλούς τομείς της ζωής μας, όπως η πολιτική μηχανική, η αεροπορία και η στρατιωτική βιομηχανία. Είναι πέντε φορές ισχυρότερα από το ατσάλι και όμως πολύ ελαφριά. Είναι επίσης, δυστυχώς, σχετικά ακριβά. Μια ομάδα ερευνητών στο Εθνικό Εργαστήριο Ανανεώσιμων Πηγών Ενέργειας στο Κολοράντο ανέπτυξε μια τεχνολογία για την παραγωγή ινών άνθρακα από ανανεώσιμες πηγές. Χάρη σε αυτό, είναι δυνατό να μειωθεί σημαντικά η τιμή τους και ταυτόχρονα να μειωθούν οι εκπομπές αερίων του θερμοκηπίου.

Οι ίνες άνθρακα χαρακτηρίζονται από υψηλή ακαμψία, υψηλή μηχανική αντοχή και χαμηλό βάρος. Λόγω αυτών των ιδιοτήτων, έχουν χρησιμοποιηθεί στην κατασκευή, μεταξύ άλλων για πολλά χρόνια. αεροπλάνα, σπορ αυτοκίνητα, καθώς και ποδήλατα και ρακέτες τένις. Λαμβάνονται κατά τη διαδικασία πυρόλυσης πολυμερών πετρελαϊκής προέλευσης (κυρίως πολυακρυλονιτριλίου), η οποία συνίσταται σε πολλές ώρες θέρμανσης πολυμερικών ινών σε θερμοκρασίες έως 3000 ℃, χωρίς οξυγόνο και υπό υψηλή πίεση. Αυτό ανθρακοποιεί πλήρως την ίνα - τίποτα δεν μένει παρά μόνο άνθρακας. Τα άτομα αυτού του στοιχείου σχηματίζουν μια διατεταγμένη εξαγωνική δομή (παρόμοια με τον γραφίτη ή το γραφένιο), η οποία είναι άμεσα υπεύθυνη για τις εξαιρετικές ιδιότητες των ινών άνθρακα.

Οι Αμερικανοί δεν σχεδιάζουν να αλλάξουν το ίδιο το στάδιο της πυρόλυσης. Αντίθετα, θέλουν να αλλάξουν τον τρόπο που φτιάχνουν την κύρια πρώτη ύλη τους, το πολυακρυλονιτρίλιο. Η σύνθεση αυτού του πολυμερούς απαιτεί ακρυλονιτρίλιο, το οποίο σήμερα σχηματίζεται ως αποτέλεσμα της επεξεργασίας του αργού πετρελαίου. Οι επιστήμονες του Κολοράντο προτείνουν την αντικατάστασή του με βιολογικά απόβλητα αγροκτημάτων. Τα σάκχαρα που εξάγονται από μια τέτοια βιομάζα ζυμώνονται από επιλεγμένους μικροοργανισμούς και στη συνέχεια τα προϊόντα τους μετατρέπονται σε ακρυλονιτρίλιο. Η παραγωγή συνεχίζεται κανονικά.

Η χρήση ανανεώσιμων πρώτων υλών σε αυτή τη διαδικασία θα συμβάλει στη μείωση των εκπομπών αερίων του θερμοκηπίου στην ατμόσφαιρα. Θα αυξηθεί επίσης η διαθεσιμότητα πολυακρυλονιτριλίου στην αγορά, γεγονός που θα οδηγήσει σε χαμηλότερες τιμές για τις ανθρακονήματα που βασίζονται σε αυτό. Απομένει μόνο να περιμένουμε τη βιομηχανική χρήση αυτής της μεθόδου.

πηγή: popsci.com, φωτογραφία: upload.wikimedia.org