Sợi carbon từ thực vật
Sợi carbon đã cách mạng hóa nhiều lĩnh vực trong cuộc sống của chúng ta như kỹ thuật dân dụng, hàng không và công nghiệp quân sự. Chúng cứng hơn thép năm lần và rất nhẹ. Thật không may, chúng cũng tương đối đắt. Một nhóm các nhà nghiên cứu tại Phòng thí nghiệm Năng lượng Tái tạo Quốc gia ở Colorado đã phát triển một công nghệ sản xuất sợi carbon từ các nguồn tái tạo. Nhờ đó, có thể giảm đáng kể giá thành của chúng, đồng thời giảm phát thải khí nhà kính.
Sợi carbon được đặc trưng bởi độ cứng cao, độ bền cơ học cao và trọng lượng thấp. Do những đặc tính này, chúng đã được sử dụng trong xây dựng, kể cả trong nhiều năm. máy bay, ô tô thể thao, cũng như xe đạp và vợt tennis. Chúng thu được trong quá trình nhiệt phân các polyme có nguồn gốc dầu mỏ (chủ yếu là polyacrylonitrile), bao gồm nhiều giờ nung nóng các sợi polyme ở nhiệt độ lên tới 3000 ℃, không có oxy và dưới áp suất cao. Điều này hoàn toàn carbon hóa sợi - không còn lại gì ngoài carbon. Các nguyên tử của nguyên tố này tạo thành một cấu trúc lục giác có trật tự (tương tự như than chì hoặc graphene), chịu trách nhiệm trực tiếp về các đặc tính phi thường của sợi carbon.
Người Mỹ không có kế hoạch tự thay đổi giai đoạn nhiệt phân. Thay vào đó, họ muốn thay đổi cách làm nguyên liệu chính của mình, polyacrylonitrile. Quá trình tổng hợp polyme này cần có acrylonitril, chất này hiện được hình thành do quá trình xử lý dầu thô. Các nhà khoa học Colorado đang đề xuất thay thế nó bằng chất thải hữu cơ của nông trại. Đường chiết xuất từ sinh khối này được lên men bởi các vi sinh vật được chọn lọc và sau đó sản phẩm của chúng được chuyển thành acrylonitril. Sản xuất vẫn tiếp tục như bình thường.
Việc sử dụng các nguyên liệu thô tái tạo trong quá trình này sẽ giúp giảm phát thải khí nhà kính vào bầu khí quyển. Sự sẵn có của polyacrylonitrile trên thị trường cũng sẽ tăng lên, điều này sẽ dẫn đến việc giảm giá sợi carbon dựa trên nó. Nó vẫn chỉ để chờ đợi cho việc sử dụng công nghiệp của phương pháp này.
nguồn: popsci.com, ảnh: upload.wikimedia.org
