Лесни, јаки и цврсти. Откриени уникатни полимерни влакна
Електроспинирање на мултифибриларни полиакрилонитрилни влакна.
Исклучително еластичен и затегнувачки, а во исто време цврст и лесен како пердув - материјалите со оваа извонредна комбинација на својства се итно потребни во многу гранки на индустријата, како и во медицината и исто така се од голем интерес за научни истражувања. Истражувачки тим на Универзитетот во Бајројт сега разви полимерни влакна со токму овие својства. Полимерните влакна се карактеризираат заедно со партнери во Германија, Кина и Швајцарија.
„Влакната што ги откривме може лесно да се произведат со употреба на високо-технолошки процеси кои веќе се воспоставени во индустријата - врз основа на полимери кои се лесно достапни ширум светот. Едно влакно е слабо како човечка коса, тежи помалку од овошна мушичка, а сепак е многу силно: може да крене тежина од 30 грама без да кине. Ова одговара на околу 150.000 пати поголема од тежината на овошна мушичка. Експериментите со голема цврстина на истегнување на овие влакна ја откриваат нивната извонредна цврстина. Ова значи дека секое одделно влакно може да апсорбира многу енергија “, објаснува проф. Андреас Гринер, носител на столот за макромолекуларна хемија II на Универзитетот во Бајројт, кој го водеше истражувањето. Истражувачите од Форшунгсцентрум Јулих, Универзитетот Мартин Лутер Хале-Витенберг, Институтот Фраунхофер за микроструктура на материјали и системи IMWS, Универзитет Ахен RWTH, Нормален универзитет iangиангкси, Нанчанг и ЕТХ Цирих исто така беа вклучени.
Поради нивните посебни својства, полимерните влакна се идеални за технички компоненти кои се изложени на големи оптоварувања. Тие овозможуваат иновативни апликации во широк спектар на области, на пример во текстилната индустрија или медицинската технологија, во автомобилската конструкција или во воздушната индустрија. Покрај тоа, полимерните влакна лесно се рециклираат. „Сигурни сме дека со резултатите од истражувањето ја отворивме вратата за нова, материјали со поглед кон иднината. Практични апликации од индустријата може да се очекуваат во блиска иднина. Во науката за полимери, нашите влакна ќе можат да обезбедат вредни услуги во понатамошно истражување и развој на функционални материјали со високи перформанси “, вели Гринер.
Хемиската основа на овие ветувачки влакна е полиакрилонитрил. Едно влакно, кое има дијаметар од околу 40.000 нанометри, пак се состои од до 4.000 ултра-тенки фибрили. Овие фибрили се поврзани со мали количини на додаток. Три-димензионални слики на х-зраци покажуваат дека фибрилите во рамките на влакната се скоро без исклучок распоредени во иста надолжна насока. „Ги подготвивме овие полимерни влакна во лабораторија за електро-вртење на Универзитетот во Бајројт и опширно ги тестиравме нивните својства и однесување. Уникатната сила во комбинација со висока цврстина секогаш нè фасцинирала “, известува научникот за полимери во Бајројт, проф. Сеема Агарвал.
Првиот автор на студијата објавена во „Наука“ е студентот на доктор по хемија во Бајројт, Ксијаојан Лиао. „Многу сум задоволен што можев да придонесам за овој успех во истражувањето на науката за материјали, како дел од мојата докторска теза. Интензивните интердисциплинарни контакти меѓу хемијата, физиката и науката за материјалите во кампусот во Бајројт ми дадоа важни идеи во последниве години “, вели Лиао.