Новый материал из Японии на передовой технологий | Join Japan

Новости

Новый материал из Японии на передовой технологий

В феврале 2020 года было опубликовано совместное исследование компании Toagosei и магистратуры Токийского университета касательно нового материала, который называется целлюлозное нановолокно или сокращенно CNF. Этот материал должен помочь в осуществлении декарбонизации общества. Такое целлюлозное нановолокно в 5 раз более долговечное, чем железо, и в 10 раз дешевле, чем углеродное волокно. К тому же, это волокно сделано из натуральных материалов, естесственного происхождения.

Получить такое волокно можно, разделив и перемолов целлюлозное волокно, полученное из дерева, на тоненькие ниточки по размеру тоньше человеческого волоса в 10 тысяч раз. Именно поэтому в названии появляется слово "нано" - диаметр таких волокон настолько маленький, что вычисляется в нанометрах (10⁻⁹ м). Этот материал наполовину легче, чем медь и железо, а еластичность такого материала на одном уровне с сверхкрепким аламидом, в 5 раз больше, чем у железа и меди.

Этот материал имеет такие особенности: он не подвержен деформациям, связанных с температурой (как и стекло), не пропускает газ наподобие кислорода, а из-за своей чрезвычайной тонкости материал полупрозрачный. В комбинациях с уже существующими материалами CNF демонстрирует еще больше новых возможностей. К тому же, поскольку это волокно природного происхождения, оно может использоваться в отраслях, сверхчувствительных к материалам.

Целлюлоза производится из древесины, которая является возобновляемым ресурсом. Данный нюанс совпадает з Целями устойчивого развития ООН. Экологически чистый материал не вредит окружающей среде и разлагается без последствий для природы. Кроме этого, такой экологический материал позволит успешно обходить любые ограничения, существующие чтобы способствовать переходу на зеленую энергетику. Кроме того, при переработке углеродных и стекловолокон теряется прочность, а при переработке целлюлозных волокон - нет. Подъитоживая, этот материал - сверхкрепкий, пригодный к переработке без потери свойств, полупрозрачный, газонепроницаемый, экологичный материал.

Существует также углепластиковое волокно, которое часто используется в космической индустрии. Оно чрезвычайно дорогое, и утилизировать его можно исключительно с помощью специального оборудования. Сейчас его в большинстве случаев закапывают. Ему на замену может прийти CNF.

На данный момент, целлюлозное нановолокно используется в нескольких продуктах. Это туалетная бумага и подгузники для людей пожилого возраста, производители которых оценили такие свойства волокна, как тонкость и то, что волокно тяжело рвется. С другой стороны, легкость, прочность и полупрозрачность волокна используется в автомобилестроении - материал уже использует компания Сумитомо Резина для своих шин. Сейчас разворачивается проект по уменьшению стоимости автомобилей благодаря использованию этого волокна. Рынок продолжает развиваться, предоставляя новые возможности целлюлозному материалу.

Однако производство такого экологического материала на самом деле некоторое время совсем не было экологичным. Выбросы углекислого газа в атмосферу мощностями были очень большими и были очень затратными. Эту проблему помогли решить ученые из Toagosei. Гипохлорит натрия, который еще называют лабараковой водою и который, по сути, - обычный отбеливатель, вызывает реакцию окисления бумаги, и такая окисленная целлюлоза очень легко разлагается. Благодаря этому елементу получилось намного уменьшить себестоимость материала.

Такие исследования доказывают лидерство Японии в мире технологий и в воплощении в жизнь научных исследований.