Новий матеріал з Японії на передовій технологій | Join Japan

Новини

Новий матеріал з Японії на передовій технологій

В грудні 2020 року було опубліковане спільне дослідження компанії Toagosei та магістратури Токійського університету стосовно нового матеріалу, що називається целюлозне нановолокно або CNF. Цей матеріал має допомогти декарбонізації суспільства. Таке целюлозне нановолокно є у 5 разів більш довговічним, ніж залізо, та у 10 разів менш витратний, ніж карбонове волокно. До того ж, це волокно з натуральних матеріалів, природнього походження.

Отримати таке волокно можна, розділивши целюлозне волокно, отримане з деревини, на тоненькі ниточки, розміром тонше волосся у 10 тисяч разів. Саме тому у назві з'являється слово "нано" - діаметр таких волокон настільки тонкий, що обчислюється в нанометрах (10⁻⁹ м). Цей матеріал наполовину легше, ніж мідь та залізо, а еластичність такого матеріалу нарівні з надміцним аламідом, у 5 разів більша, ніж в заліза та міді.

Цей матеріал має такі особливості: він не схильний до деформацій, пов'язаних зі зміною температури (як і скло), непроникний для газів типу кисня, а через надзвичайну тонкість волокон матеріал напівпрозорий. У поєднанні з вже існуючими матеріалами CNF демонструє ще більше нових можливостей. До того ж, оскільки це волокно є природнього походження, воно може використовуватись у галузях, надчутливих до матеріалу.

Целюлоза виробляється з деревини, яка є відновлюваним ресурсом. Це перекликається з Цілями сталого розвитку ООН. Через своє природнє походження, це волокно не шкодить навколишньому середовищу і розкладається без поганих наслідків для природи. Крім того, такий екологічний матеріал дозволить успішно обходити будь-які обмеження, накладені для переходу на зелену енергетику. Крім того, при переробці карбонових і скловолокон втрачається міцність, а при переробці целюлозних волокон - ні. Тобто, це є надміцне, здатне до переробки без втрати властивостей волокно.

Є ще карбопластикове волокно, яке часто використовується у космічній індустрії. Воно надзвичайно дороге, і утилізувати його можна виключно за допомогою спеціального обладнання. Наразі його в більшості випадках закопують. Йому на заміну може прийти CNF.

На даний момент, целюлозне нановолокно використовується в декількох продуктах. Це туалетний папір та підгузки для людей похилого віку, яким стали у нагоді такі якості, як тонкість та те, що волокно важко рветься. З іншого боку, використовуючи такі якості целюлозного нановолокна, як легкість, міцність та напівпрозорість, волокно може використовуватись в автомобілебудуванні - як-от вже почала компанія Сумітомо Резина для своїх шин. Зараз розгортається проєкт по зменшенню вартості автомобілів завдяки використанню цього волокна. Ринок продовжує розвиватись, даючи нові можливості целюлозному матеріалу.

Проте шлях виготовлення такого екологічного матеріалу насправді зовсім не екологічний. Викиди вуглекислого газу в атмосферу потужностями були дуже великими і спричиняли великі витрати. Цю проблему допомогли вирішити вчені з Toagosei. Гіпохлорит натрію, який ще називають лабараковою водою і який по суті є звичайним відбілювачем, викликає реакцію окислення паперу, і така окислена целюлоза дуже легко розкладається. Завдяки цьому елементу вдалось набагато зменшити собівартість матеріалу.

Такі дослідження доводять лідерство Японії в царині технологій та у втіленні наукових досліджень в життя.