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來(lái)自帕德博恩大學(xué)、哈姆-利普施塔特應(yīng)用科學(xué)大學(xué)和亞琛-馬斯特里赫特生物基材料研究所 (AMIBM) 的科學(xué)家正在研究基于乳酸的新型環(huán)保塑料產(chǎn)品。
該研究的目的是開(kāi)發(fā)用于光學(xué)應(yīng)用的可持續(xù)材料，例如前燈、透鏡、反射器或光導(dǎo)。迄今為止，這些產(chǎn)品都是由聚碳酸酯或聚甲基丙烯酸甲酯等石油基塑料制成的，因此對(duì)自然環(huán)境造成了負(fù)擔(dān)。
聚乳酸來(lái)拯救
01
科學(xué)家們的目標(biāo)是使用生物塑料系列中的某種原材料作為車燈和車頭燈的光學(xué)材料。聚乳酸已被證明是合適的候選者。
通過(guò)這種方法，科學(xué)家們解決了傳統(tǒng)聚合物材料的幾大突出問(wèn)題，轉(zhuǎn)向短期可再生資源，這有助于建立獨(dú)立于原油的材料管理系統(tǒng)。同時(shí)，實(shí)現(xiàn)了顯著降低二氧化碳排放量的目標(biāo)。
回收時(shí)避免微塑料
02
這里的主要問(wèn)題是通過(guò)回收和生物降解性評(píng)估，從而避免使用微塑料。作為一種完全基于生物的聚合物，聚乳酸在某些條件下可以完全降解。因此，在自然界中不會(huì)長(zhǎng)時(shí)間停留。除了特定應(yīng)用所需的性能外，這些也是工業(yè)轉(zhuǎn)向此類替代材料的重要原因。
帕德博恩大學(xué)化學(xué)系研究人員說(shuō)，聚乳酸不僅在可持續(xù)性方面具有優(yōu)勢(shì)，它還具有非常好的光學(xué)特性，可用于電磁光譜的可見(jiàn)范圍內(nèi)。同時(shí)，聚乳酸的生產(chǎn)能力也很強(qiáng)，與傳統(tǒng)聚合物相比，這使其在價(jià)格方面具有優(yōu)秀的競(jìng)爭(zhēng)力。
通過(guò)研究克服缺點(diǎn)
03
先，科學(xué)家正在研究其作為高效且環(huán)保的LED光源的用途。研究人員解釋說(shuō)，極長(zhǎng)的使用壽命和可見(jiàn)光譜短波端的發(fā)射輻射，即 LED 光的高藍(lán)色成分，對(duì)光學(xué)材料提出了高要求。這就是為什么必須使用極其耐用的材料。聚乳酸在 60 攝氏度左右會(huì)變軟。然而， LED 的燈在運(yùn)行時(shí)可以達(dá)到高達(dá) 80 度的溫度。
另一個(gè)挑戰(zhàn)是結(jié)晶現(xiàn)象。在 60 度左右，會(huì)形成微晶使材料混濁。科學(xué)家們正在努力避免它們的形成，或用受控結(jié)晶代替該過(guò)程。僅形成尺寸不影響光的微晶。該項(xiàng)目預(yù)計(jì)將次在復(fù)雜的技術(shù)照明應(yīng)用中使用聚乳酸，其目的是將其用作自行車頭燈中的透鏡材料。
科學(xué)家們檢查了開(kāi)發(fā)材料的熔化和結(jié)晶行為，并在研究樣品的添加劑或輻照在多大程度上可以改善所需光學(xué)特性。這項(xiàng)工作是使用小角度光散射系統(tǒng)進(jìn)行，可以研究晶體的生長(zhǎng)或晶體的熔化過(guò)程，以便明確該現(xiàn)象對(duì)光學(xué)功能產(chǎn)生的重大影響。