Forskare från Tyskland och Nederländerna forskar på nya miljövänligaPLAmaterial. Målet är att utveckla hållbara material för optiska tillämpningar som bilstrålkastare, linser, reflekterande plast eller ljusledare. För närvarande är dessa produkter vanligtvis tillverkade av polykarbonat eller PMMA.
Forskare vill hitta en biobaserad plast för att tillverka bilstrålkastare. Det visar sig att polymjölksyra är ett lämpligt kandidatmaterial.
Genom denna metod har forskare löst flera problem som traditionella plaster står inför: för det första kan en vändning mot förnybara resurser effektivt lindra trycket som råolja orsakar på plastindustrin; för det andra kan det minska koldioxidutsläppen; och för det tredje innebär detta att man beaktar hela materialets livscykel.
”Polymjölksyra har inte bara fördelar när det gäller hållbarhet, den har också mycket goda optiska egenskaper och kan användas i det synliga spektrumet av elektromagnetiska vågor”, säger Dr. Klaus Huber, professor vid Paderborns universitet i Tyskland.
För närvarande är en av de svårigheter som forskare övervinner tillämpningen av polymjölksyra inom LED-relaterade områden. LED är känd som en effektiv och miljövänlig ljuskälla. ”I synnerhet den extremt långa livslängden och den synliga strålningen, såsom det blå ljuset från LED-lampor, ställer höga krav på de optiska materialen”, förklarar Huber. Det är därför extremt hållbara material måste användas. Problemet är: PLA blir mjukt vid cirka 60 grader. LED-lampor kan dock nå temperaturer på upp till 80 grader under drift.
En annan utmanande svårighet är kristallisationen av polymjölksyra. Polymjölksyra bildar kristalliter vid cirka 60 grader, vilket gör materialet suddigt. Forskarna ville hitta ett sätt att undvika denna kristallisation; eller att göra kristallisationsprocessen mer kontrollerbar – så att storleken på de bildade kristalliterna inte skulle påverka ljuset.
I Paderborn-laboratoriet bestämde forskarna först de molekylära egenskaperna hos polymjölksyra för att förändra materialets egenskaper, särskilt dess smälttillstånd och kristallisation. Huber ansvarar för att undersöka i vilken utsträckning tillsatser, eller strålningsenergi, kan förbättra materialens egenskaper. ”Vi byggde ett ljusspridningssystem med liten vinkel specifikt för detta för att studera kristallbildnings- eller smältprocesser, processer som har en betydande inverkan på den optiska funktionen”, sa Huber.
Utöver vetenskaplig och teknisk kunskap kan projektet ge betydande ekonomiska fördelar efter genomförandet. Teamet förväntar sig att lämna in sitt första svarsblad i slutet av 2022.
Publiceringstid: 9 november 2022