Технології

Бананові волокна запропонували використовувати у виробництві автомобілів

Дослідження показало, що волокна плантанів, рослини сімейства бананових, можна використовувати в автомобільній промисловості. З них виходить міцний і дешевий матеріал для виробництва деталей.

© Університет Йоганнесбурга

Матеріали з натуральних волокон не іржавіють і не піддаються корозії, на відміну від сталі й алюмінію. До того ж, з ними легко працювати: вони міцні та добре пригнічують шуми і вібрацію. Виробники автомобілів використовують їх для виготовлення дверних панелей, внутрішніх кришок двигунів і шумоізоляції. На жаль, композитні матеріали з натуральних волокон недостатньо гнучкі та широкі, що ускладнює виготовлення великої кількості деталей.

Дослідники з Університету Йоганнесбурга запропонували використовувати плантани (великі овочеві банани, поширені в Африці, Азії і Південній Америці) в автомобільній промисловості. Разом з вуглецевими нанотрубками та епоксидною смолою вони утворюють природний полімерний нанокомпозитний матеріал.

«З’єднання плантана з вуглецевими нанотрубками підвищує механічну і теплову міцність композиту. Ці поліпшення роблять його конкурентоспроможним матеріалом для деяких автомобільних деталей», — розповів професор Тянь-Цзянь Джен, провідний науковий співробітник дослідження і завідувач кафедри машинобудування Університету Йоганнесбурга.
а) Необроблене волокно плантана; b) оброблене волокно плантана / ©Університет Йоганнесбурга

На думку вчених, виробництво автомобільних деталей з натуральних матеріалів має ряд переваг: це поновлюваний і недорогий ресурс, який володіє високою питомою міцністю і жорсткістю при невеликій щільності.

«Використання автомобільних деталей, виготовлених з таких композитів, дозволяє знизити масу транспортного засобу. Це зробить його більш безпечним і економічним. До того ж компоненти не будуть іржавіти або руйнуватися, як метали», — говорить доктор Патрік Ехі Імоїсілі, постдокторант кафедри машинобудування.
Однак він зазначає, що в таких матеріалів є і серйозні недоліки: здатність поглинати воду, низькі ударна в’язкість і термостійкість — ці проблеми ще належить вирішити.

Дослідники виготовили компресійно-формований стрес-тестовий об’єкт. Вони використовували одну частину неїстівних волокон плантана, отриманих з псевдостебла рослин, чотири частини епоксидної смоли і вуглецеві нанотрубки. Випробування показали, що композит, який містить 1% нанотрубок, має кращу міцність та жорсткість у порівнянні з однією лише епоксидною смолою. Їх наявність також підвищило ударну в’язкість і термостійкість.

Використання продовольчих культур у промисловості може призвести до нестачі продуктів у бідних регіонах. Крім того, виробники автомобілів потребуватимуть дедалі більшого обсягу матеріалів, який може скорочуватися, якщо врожай буде низьким, а це зашкодить виробництву. Однак у випадку з плантанами ризик виникнення цих проблем невеликий, оскільки фермери вважають їх псевдостебла відходами, і викидають після збору врожаю.

Натхнення: naked-science.ru

Кнопка «Наверх»
Закрыть