Fizik/Kimya

Yeni Kompozit Yenilenebilir 3D Baskı Malzemesi: Lignin

0

Bilimsel ilerlemelerle detaylandırılan keşif; biyokütlenin işlenmesinden geriye kalan malzeme olan lignin için yeni kullanımlar yaratarak ORNL’nin biyoürünlerin maliyetini azaltmadaki başarılarını genişletiyor. Lignin, bitkinin sertliğini verir ve ayrıca biyokütleyi faydalı ürünlere parçalanmakta dirençli hale getirir.

ORNL projesi başkanı Amit Naskar, “Lignin kullanımı, tüm biyo işleme sürecinin ekonomisini artırabilir” dedi.

Araştırmacılar, geleneksel plastik ile eriyik-stabil bir ağaç lignini düşük erime noktalı naylon ve karbon fiber ile birleştirerek, mükemmel mekanik özelliklerin yanı sıra baskı işlemi sırasında tabakalar arasında ekstrüzyon ve kaynak mukavemeti için doğru özelliklere sahip bir kompozit oluşturdular.

Lignin Naylon Birleşimi

Lignin kolayca karbonlaşır; petrol bazlı termoplastik ligninden yapılan akrilonitril-bütadien-stiren (ABS) gibi aşırı çalışan kompozitlerin aksine, 3D baskıda yumuşama ve ekstrüzyon**için belirli bir sıcaklığa kadar ısıtılabilir. Sıcaklığa uzun süre maruz kalma, viskozitesini önemli ölçüde arttırır, kolayca ekstrüde edilemeyecek kadar kalınlaşır.

Ancak araştırmacılar lignini naylon ile birleştirdiklerinde şaşırtıcı bir sonuç elde ettiler: Uygulama sırasında kompozit oda sıcaklığında sertlik arttı ve eriyik viskozitesi azaldı. Lignin-naylon malzeme, aslında, geleneksel ABS veya yüksek darbeli polistirenden ziyade, tek başına naylon ve düşük viskoziteye benzer gerilme mukavemetine sahiptir.

Bilim insanları, Yüksek Akım İzotop Reaktöründe nötron saçılımını gerçekleştirdiler. Kompozit moleküler yapısını araştırmak için ORNL’deki Nanofaze Malzeme Bilimi Merkezi’nde gelişmiş mikroskopi kullandılar. Naskar, lignin ve naylon kombinasyonunun “kompozit üzerinde neredeyse bir yağlama veya plastikleştirici etkiye sahip olduğunu” ortaya koydular.

ORNL’den Ngoc Nguyen, “Ligninin yapısal özellikleri malzemelerin 3D basılabilirliğini arttırmak için kritik öneme sahiptir.”

Bilim insanları ayrıca lignin bazlı bir baskı malzemesi arayışında ağırlıkça % 40 ila %50 lignin daha yüksek bir oranda yeni bir başarı elde edebilirler. ORNL’de çalışan bilim insanları; daha sonra karışıma yüzde 4 ila 16 karbon fiber ekledi. Bu şekilde yeni kompozit daha hızlı ısındı, daha hızlı baskı için daha hızlı akış sağladı ve daha güçlü bir ürün ortaya çıkardı.

Enerji ve Çevre Bilimi Laboratuvar Direktörü Yardımcısı Moe Khaleel: “ORNL’nin malzeme karakterizasyonu ve sentezinde dünya standartlarındaki yetenekleri, lignin gibi yan ürünlerin endüstri için potansiyel yeni gelir akışları üreten ve gelişmiş üretim için yeni yenilenebilir kompozitler üreten ortak ürünlere dönüştürülmesi zorunluluğu açısından çok önemli.”

 

*Biodolgu: Biyokütlenin yakıt, ısı, güç ve kimyasallar üretmesidir.

**Ekstrüzyon: Ekstrüzyon yöntemi, çubuk, profil, boru, tel ve diğer kalın cidarlı profillerin biçimlendirilmesinde kullanılan önemli bir plastik şekil verme yöntemidir.

Spread the love

Google, AI’ye İnsan Gibi Dans Etmeyi Öğretiyor

Previous article

RFID Etiketi, Vücut Hareketlerini ve Şekil Değişikliklerini İzler

Next article

Comments

Leave a reply

E-posta adresiniz yayınlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir

Login/Sign up