شکستن قفل ماده‌ای سخت؛ فناوری جدید بازیافت کابین هواپیما را ممکن می‌کند

پلیمر اپوکسی یکی از مهم‌ترین مواد در علم نوین مواد است که با پیوند ترکیبات مختلف، کامپوزیت‌هایی با ویژگی‌های برتر از اجزای اولیه می‌سازد. با‌این‌حال، پس از عمل‌آوری اپوکسی‌های رایج، پیوند تشکیل‌شده تقریباً دائمی است که جداسازی مواد تشکیل‌دهنده برای بازیافت را فوق‌العاده دشوار می‌کند.

اکنون، پژوهشگران آزمایشگاه‌های فدرال سوئیس برای علوم و فناوری مواد (امپا) با همکاری شرکت مواد شیمیایی تخصصی الانتاس، کامپوزیتی مبتنی بر اپوکسی ابداع کرده‌اند که مشکل را برطرف می‌کند. فناوری کلیدی این دستاورد، یک افزودنی حاوی فسفر توسعه‌یافته در امپا است که در طول تولید با اپوکسی مخلوط می‌شود. این افزودنی علاوه‌بر خاصیت کندکنندگی شعله، به ماده‌ی تثبیت‌شده امکان می‌دهد تحت شرایط مناسب نرم یا از‌هم‌گسسته شود.

کاربردهای مهندسی مدرن معمولاً به مجموعه‌ای از ویژگی‌ها نیاز دارند که یک ماده به تنهایی قادر به تأمین آن‌ها نیست؛ صنعت هواپیمایی نمونه‌ای بارز از این دست است. مواد به‌کاررفته در ساخت هواپیما باید برای کاهش مصرف سوخت به اندازه‌ی کافی سبک، برای تحمل بارها مقاوم و سخت، برای سال‌ها خدمت با‌دوام و به‌ویژه در داخل کابین مسافران، مطابق با استانداردهای سخت‌گیرانه‌ی ایمنی در برابر آتش باشند.

به‌گزارش نیواطلس، سابیاساچی گان، پژوهشگر آزمایشگاه الیاف پیشرفته در امپا، می‌گوید جمع‌آوری تمام ویژگی‌ها در یک ماده چالش‌برانگیز است؛ برای مثال، فرایند ساخت ماده‌ای ضدحریق همیشه سایر خواص آن را دستخوش تغییر می‌کند.

نقش اپوکسی به عنوان چسباننده فوق‌العاده است؛ اما این ویژگی هنگام بازیافت در پایان عمر قطعه، به مشکل تبدیل می‌شود. اپوکسی یک ترموست (گرماسخت) است. در طول فرآیند عمل‌آوری، واکنش‌های شیمیایی، شبکه‌ای مولکولی و دائمی با اتصالات متقاطع و محکم ایجاد می‌کنند که منشأ استحکام مکانیکی، مقاومت حرارتی و پایداری ابعادی رزین اپوکسی است. اما این ساختار مانع از تفکیک کامپوزیت و استخراج مواد تشکیل‌دهنده‌ی آن می‌شود. ترموست‌ها برخلاف ترموپلاستیک‌ها که در مواجهه با گرما جاری می‌شوند، با افزایش دما ساختار خود را حفظ می‌کند و در نهایت تخریب می‌شوند.