Könnyű, erős és szívós, egyedi polimer szálakat fedezett fel
Multifibrilláris poliakrilnitril szál elektrofonása.
Rendkívül ellenálló és szakító, ugyanakkor szívós és könnyű, mint a toll - a tulajdonságok ezen rendkívüli kombinációjával rendelkező anyagokra sürgősen szükség van az ipar számos ágában, valamint az orvostudományban, és a tudományos kutatások számára is nagy érdeklődésre tartanak számot. A Bayreuthi Egyetem kutatócsoportja pontosan ezeknek a tulajdonságoknak megfelelő polimer szálakat fejlesztett ki. A polimer szálakat német, kínai és svájci partnerekkel együtt jellemeztük.
„Az általunk felfedezett szálak könnyen előállíthatók az iparban már bevett csúcstechnológiás eljárásokkal - világszerte könnyen elérhető polimerek alapján. Egyetlen rost olyan vékony, mint az emberi haj, súlya kevesebb, mint egy gyümölcslégy, és mégis nagyon erős: szakadás nélkül képes felemelni 30 gramm súlyt. Ez a gyümölcslégy súlyának körülbelül 150 000-szeresének felel meg. E szálak nagy szakítószilárdságával végzett kísérletek feltárják rendkívüli szívósságukat. Ez azt jelenti, hogy minden egyes rost sok energiát képes felvenni ”- magyarázza Prof. Dr. Andreas Greiner, a Bayreuthi Egyetem Macromolecular Chemistry II tanszékének tulajdonosa, aki a kutatást vezette. A Forschungszentrum Jülich, a Martin Luther Egyetem Halle-Wittenberg, a Fraunhofer Institute for Microstructure of Materials and Systems, az IMWS, az RWTH Aacheni Egyetem, a Jiangxi Normal University, a Nanchang és az ETH Zurich kutatói is részt vettek.
Különleges tulajdonságai miatt a polimer szálak ideálisak olyan technikai alkatrészekhez, amelyek nagy terhelésnek vannak kitéve. Innovatív alkalmazásokat tesznek lehetővé a legkülönbözőbb területeken, például a textiliparban vagy az orvostechnikában, az autóépítésben vagy az űriparban. Ezenkívül a polimer szálak könnyen újrahasznosíthatók. „Biztosak vagyunk abban, hogy kutatási eredményeinkkel megnyitottuk az ajtót egy új, előremutató anyagosztály felé. Az ipar gyakorlati alkalmazása a közeljövőben várható. A polimertudományban szálaink értékes szolgáltatásokat fognak tudni nyújtani a nagy teljesítményű funkcionális anyagok további kutatásában és fejlesztésében ”- mondja Greiner.
Ezen ígéretes szálak kémiai alapja a poliakrilnitril. Egyetlen szál, amelynek átmérője körülbelül 40 000 nanometer, viszont akár 4000 ultravékony fibrillából áll. Ezeket a fibrillákat kis mennyiségű adalékanyag köti össze. A háromdimenziós röntgenképek azt mutatják, hogy a szálon belüli fibrillák szinte kivétel nélkül ugyanabban a hosszirányban vannak elrendezve. „Ezeket a polimer szálakat a Bayreuthi Egyetemen készítettük az elektrofonás laboratóriumában, és alaposan teszteltük azok tulajdonságait és viselkedését. Az egyedülálló erő a nagy szívóssággal kombinálva mindig elbűvölt bennünket ”- számol be a Bayreuth polimer tudósa, Dr. Dr. Seema Agarwal.
A "Science" -ben megjelent tanulmány első szerzője Xiaojian Liao, a Bayreuth kémia doktori hallgatója. „Nagyon örülök, hogy doktori értekezésem részeként hozzájárulhattam ehhez az anyagtudományi kutatás sikeréhez. A kémia, a fizika és az anyagtudomány intenzív interdiszciplináris kapcsolatai a Bayreuth-campuson fontos ötleteket adtak az elmúlt években "- mondja Liao.