Med tanke på oro över den globala klimatuppvärmningen, forskare arbetar hårt med att minimera mängden bränsle som vi alla använder i vardagen. Att minska fordonens vikt minskar mängden bränsle som krävs för att driva dem, och stoppa tillbaka pengarna i fickan.

I en studie som nyligen publicerades i Journal of Chemical Engineering , forskare från Kanazawa University har kemiskt modifierat en industriavfallsprodukt, och bearbetade det till ett möjligt lätt konstruktionsmaterial. Denna utveckling kan öka bränsleekonomin för privata och kommersiella transporter.

Forskarna började med Kraft lignin, en biprodukt av en vanlig massaprocess. Pappersbruk brukar bränna Kraft lignin för att generera kraft, eftersom det är svårt att använda för någonting förutom specialiserade ändamål. Kemiskt bearbetning av Kraft lignin till ett mer användbart material skulle förbättra pappersproduktionens miljömässiga hållbarhet.

"Vi utförde en kemisk modifiering av Kraft ligninpolymer känd som acetylering, "säger författaren László Szabó." Att optimera omfattningen av acetylering var avgörande för vår forskningsinsats. "

En kontrollerad reaktion var viktig för att optimera Kraft lignins förmåga att vara kompatibel med en annan polymer som kallas polyakrylnitril, och på så sätt förbereda kvalitetsfibrer som skapar en konstruerad komposit. Om det finns för lite - eller för mycket - acetylering, kolfibrerna är av låg kvalitet.

"Vår reaktion var ganska mild, producerar endast en ganska godartad sidoprodukt - aceton - utan att ändra polydispersiteten hos Kraft -ligninet, "förklarar Kenji Takahashi, medförfattare. "Därför kunde vi blanda Kraft -lignin med polyakrylnitril för att få en doplösning för elektrospinning som innehåller mer kompatibla polymersegment och så småningom tillverka kolfibrer av hög kvalitet."

Forskarnas kolfibermattor innehåller fina enhetliga fibrer, utan att den termiska behandlingen minskar fiberkvaliteten. Faktiskt, jämfört med omodifierat Kraft -lignin, genom att använda den modifierade polymeren uppvisade fibermattan en nästan 3-faldig förbättring av mekanisk hållfasthet.

"Våra fibrers mekaniska prestanda beror på den skräddarsydda grafitstrukturen hos materialen, "förklarar Szabó." Detta resultat beror på de förbättrade polymerinteraktionerna som leder till ett mer anpassat polymert nätverk som sedan utsätts för värmebehandling. "

Konstruerade kompositer är vanliga i rymdfarkoster, bilar, plast, betong, och många andra produkter och tekniker. När dessa forskare minimerar kostnaden för att förbereda sina nya kolfibrer, kanske framtidens fordon blir lättare, mer hållbar, och mer bränsleeffektiv. Med tanke på att varje bransch använder transport, alla kommer att spara pengar och varje företag blir mer miljömässigt hållbart.