Smarta material svarar på kompositkomponenter för att erbjuda utbudet av önskade egenskaper, men på vissa sätt har nuvarande tillverkningsprocesser inte utvecklats sedan slutet av 1960 -talet. FIBRALSPEC-projektet försökte föra dessa mer uppdaterade, ta itu med hållbarhetsproblem, samtidigt som prestandan förbättras.

Utformningen av sammansatta strukturer, särskilt de som använder kolfibrer, har gjort det möjligt för ingenjörer att flytta produktionsgränserna mot material med mycket förbättrade egenskaper och till lägre kostnad. Än, efter mer än fem decenniers forskning och etableringen av en växande industri som tillverkar en mängd applikationer, det finns ett behov av nya gröna prekursorer (råvarorna som används för att göra fibrerna), som kan erbjuda ett alternativ till den nuvarande industristandarden för petroleum.

Det EU-finansierade FIBRALSPEC-projektet, har lyckats förbättra produktionen av kolfibrer från förnybara resurser som lignin, en organisk polymer. Projektet lyckades använda den förstärkta sammansatta tekniken för att skapa olika applikationer, såsom flexibla superkondensatorer och Rapid Deployment Secure Emergency Shelters (RDSES). FIBRALSPEC kunde utveckla produktionslinjer samt en prototyp Operational Mechano-Electro Spinner för produktion av nanofibrer, en ny generation av exceptionella material.

Kolfibrer med förbättrade egenskaper

Kolfiber (CF) kompositmaterial integreras alltmer i vårt vardagsliv. Dessa kompositer är nyckeln till skapandet av smarta material och strukturer. Egenskaper inklusive deras lätta vikt, hög hållfasthet och låg styvhet, göra dessa material attraktiva för ett brett spektrum av industrisektorer inklusive transport, elektronik och konstruktion. Denna kombination av mycket eftertraktade fastigheter ger tekniska lösningar på några av de mest komplexa problemen inom materialvetenskap och teknik.

Än, som FIBRALSPEC -projektkoordinator, Professor Costas Charitidis påpekar, "Även om produktionen av CF -skivor i industriell skala började i slutet av 1960 -talet, fortsatta tillverkningsutmaningar lämnar fortfarande många möjligheter till förbättringar. "

FIBRALSPEC -teamet kunde tillämpa sin produktionsteknik på traditionell sammansatt tillverkning, till exempel vid tillverkning av Rapid Deployment Secure Emergency Shelter-fiberglass (RDSES-FG). Detta resulterade i att enhetsmassan för skyddsrummen minskade, medan strukturell styvhet, hållbarhet och slutanvändarnas användbarhet ökade alla. Gröna prekursorer för kolfibrer baserade på lignin producerades också och stabiliserings-oxidationsprocessen optimerades. När det gäller ökningen av miljöansvariga processer, nya tekniker utvecklades för att tillhandahålla kommersiellt relevanta produkter som kan tillverkas av kolfibrer.

Avgörande, projektet tillämpade livscykelanalys för att kvantifiera de gröna referenserna för återanvändnings- och återvinningsstrategier från början av processen, med föregångarutveckling, fram till produktionen av kolfiberavfallet.

Förlänga det framtida utbudet och tillgängligheten av CF:er

En av ambitionerna för FIBRALSPEC var att hjälpa europeiska industrier att bli mer oberoende av den nuvarande leveranskedjan med sitt beroende av importerade kolfibrer och prekursorer. För detta ändamål fokuserade projektet delvis på utvecklingen av superkondensatorteknik - som används för att driva många applikationer - eftersom det erbjuder en enorm ekonomisk potential för Europa, med marknadsmöjligheter inom många industrisektorer.

Som professor Charitidis sammanfattar, "Vårt projekt syftade till att driva Europa mot industriellt ledarskap och konkurrenskraft inom strategiska områden som transporter, elektronik, flyg, konstruktion, energi och fritid. "

Teamet planerar att bygga vidare på projektets resultat genom att visa att det är möjligt att skala upp FIBRALSPEC -processerna till industriell nivå. Målriktade industriella partnerskap kommer att möjliggöra det kunskapsutbyte som är nödvändigt för överföring av produktion i laboratorieskala till storskalig, kostnadseffektiva processer.