211service.com
Bubliny za miliardy
Pokud klasický film 60. let Absolvent byly dnes přepracovány, mohl by Benjamin místo jedné rady dostat dvě slova: mikrobuněčné plasty. Tyto polymerní materiály, prostoupené bublinkami o průměru menším než 50 mikronů, jsou houževnaté, lehké a mohou být vyrobeny s pozoruhodně tenkými vlastnostmi, které nabízejí všechny druhy použití. Lidé teď jen musí přijít na to, kterou z nich realizovat jako první.
Mikrobuněčné plasty (MCP) jsou duchovním dítětem Nama Suha, vedoucího oddělení strojního inženýrství na MIT, který vynalezl způsob jejich výroby v roce 1979. Tento nápad vyvolala otázka položená během oběda vedoucím pracovníkem Eastman Kodak, který se pokoušel vymyslet způsob, jak jeho společnost snížit množství plastů používaných ve svých produktech, a tím snížit výrobní náklady, aniž by se obětovaly fyzikální vlastnosti, vzpomíná Suh. Úspory by mohly být značné, vezmeme-li v úvahu, že pěnové plasty jsou široce používány mimo jiné pro obaly, tepelnou izolaci, polstrování a jednorázové nádobí. Suh rychle navrhl zavedení mikroskopických bublinek do polymeru, aby se snížilo množství použitého materiálu.
Tento příběh byl součástí našeho vydání z ledna 1998
- Viz zbytek čísla
- předplatit
Přijít s nápadem bylo snadné, vzpomíná. Nejtěžší bylo přijít na to, jak to udělat.
S pomocí několika studentů MIT Suh narazil na techniku, která zahrnovala smíchání plynu s kapalným plastem pod vysokým tlakem a následné náhlé snížení tlaku, aby se vytvořily bubliny (také nazývané dutiny nebo buňky), které jsou rovnoměrně rozmístěny po celém materiálu. Suhův přístup vytvořil mnohem menší, hustěji zabalené bubliny než konvenční metoda přidávání částic nečistot k částicím taveniny polymeru, které vytvářejí diskontinuity v polymeru, což zase vede ke vzniku dutin. Počet dutin, které můžete tímto způsobem vytvořit, je omezen skutečností, že nemůžete přidat příliš mnoho nečistot, aniž byste zničili původní materiál, vysvětluje Suh. Kromě toho mají dutiny v běžných pěnových plastech typicky průměr alespoň 200 mikronů.
Suh patentoval svůj proces v roce 1984, ale pozastavil práci na MCP až do roku 1988, kdy se vrátil na MIT poté, co sloužil čtyři roky jako asistent ředitele v National Science Foundation.
Suh tvrdí, že výrobci mnoha, ne-li většiny plastových výrobků by mohli ušetřit materiály a peníze používáním MCP. Vzhledem k tomu, že malé dutiny jsou tak hustě zabaleny (řádově 10 miliard buněk na krychlový centimetr), MCP používají mnohem méně materiálu než běžné pěnové plasty. Jednoduše řečeno, obsahují větší podíl prázdných míst. Můžeme snížit náklady na materiál o 10 až 95 procent v závislosti na aplikaci, poznamenává Suh. A díky celkovému použití menšího množství materiálu je potřeba méně energie na výrobu a později bude méně odpadu, který je třeba likvidovat nebo recyklovat. Podle Matta Pallavera, výkonného viceprezidenta společnosti Trexel, Inc., společnosti založené v roce 1994, aby vyvinula komerční využití nových materiálů, jsou navíc MCP schopny lépe než konvenční plasty odolávat rozbití, rozbití, únavě a nízkým teplotám. (Trexel je nástupcem společnosti Axiomatics, společnosti založené Suhem v roce 1983 za účelem výroby přístrojů pro průmysl zpracování plastů.)
Velkou oblastí je pro nás vývoj nových tenkých produktů – plastových pěn, které jsou tenké jako papír, říká. Ty by mohly být použity například jako povlaky pro datové komunikační dráty. Nemůžete k tomu použít konvenční pěny, protože samotné buňky jsou větší než věc, kterou se snažíte vyrobit, vysvětluje.
Trexel nyní spolupracuje s hlavními výrobci plastů na vývoji nejméně 18 různých aplikací pro tento materiál. Zástupci společnosti Trexel nejsou schopni diskutovat o podrobnostech těchto projektů z vlastnických důvodů, ale říkají, že aplikace, které zkoumají, zahrnují automobilové díly, potrubí, izolovaná pouzdra pro kabely a vodiče, stavební materiály, nádoby (jako jsou lahve a plechovky) a-at nízké jednorázové talíře a šálky. Stále se snažíme přijít na nové aplikace, říká Pallaver.
Vzhledem k tomu, že každý den se objevují nové způsoby využití plastů, dodává Chul Park, strojní inženýr z University of Toronto, který spolupracoval se Suhem na MIT, mají MCP větší tržní potenciál, než si lidé dokážou představit.