Compte tenu des inquiétudes suscitées par le réchauffement climatique mondial, les chercheurs travaillent dur pour minimiser la quantité de carburant que nous utilisons tous dans la vie quotidienne. La réduction du poids des véhicules diminuera la quantité de carburant nécessaire pour les propulser, et remettre de l'argent dans votre poche.

Dans une étude publiée récemment dans Revue de génie chimique , des chercheurs de l'Université de Kanazawa ont modifié chimiquement un déchet industriel, et transformé en un matériau structurel léger possible. Ce développement peut augmenter l'économie de carburant des transports privés et commerciaux.

Les chercheurs ont commencé avec la lignine Kraft, un sous-produit d'un processus commun de mise en pâte de bois. Les papeteries brûlent généralement de la lignine Kraft pour produire de l'électricité, parce qu'il est difficile à utiliser pour autre chose que des fins spécialisées. Le traitement chimique de la lignine Kraft en un matériau plus utile améliorerait la durabilité environnementale de la production de papier.

"Nous avons effectué une modification chimique du polymère de lignine Kraft connue sous le nom d'acétylation, " déclare le premier auteur László Szabó. " L'optimisation de l'étendue de l'acétylation était essentielle à nos efforts de recherche. "

Une réaction contrôlée était importante pour optimiser la capacité de la lignine Kraft à être compatible avec un autre polymère appelé polyacrylonitrile, et ainsi préparer des fibres de carbone de qualité créant un composite technique. S'il y a trop peu ou trop d'acétylation, les fibres de carbone sont de mauvaise qualité.

"Notre réaction a été assez douce, ne produisant qu'un produit secondaire plutôt bénin, l'acétone, sans modifier la polydispersité de la lignine Kraft, " explique Kenji Takahashi, co-auteur principal. "Nous avons ainsi pu mélanger la lignine Kraft avec du polyacrylonitrile pour obtenir une solution de dope pour l'électrofilage contenant des segments polymères plus compatibles et éventuellement fabriquer des fibres de carbone de qualité."

Les tapis en fibre de carbone des chercheurs contiennent des fibres fines et uniformes, sans le traitement thermique diminuant la qualité de la fibre. En réalité, par rapport à la lignine Kraft non modifiée, en utilisant le polymère modifié, le mat de fibres présentait une amélioration de la résistance mécanique de presque 3 fois.

« Les performances mécaniques de nos fibres sont dues à la structure graphitique adaptée des matériaux, " explique Szabó. "Ce résultat est dû à l'amélioration des interactions polymères conduisant à un réseau polymère plus aligné qui est ensuite soumis au traitement thermique."

Les composites techniques sont courants dans les engins spatiaux, voitures, Plastique, béton, et de nombreux autres produits et technologies. Lorsque ces chercheurs minimisent le coût de préparation de leurs nouvelles fibres de carbone, peut-être que les véhicules du futur seront plus légers, plus durable, et plus économes en carburant. Étant donné que chaque industrie utilise le transport, tout le monde économisera de l'argent et chaque entreprise sera plus durable sur le plan environnemental.