Uhlíková vlákna z rostlin

Uhlíková vlákna způsobila revoluci v mnoha oblastech našeho života, jako je stavebnictví, letectví a vojenský průmysl. Jsou pětkrát pevnější než ocel a přitom velmi lehké. Jsou také bohužel poměrně drahé. Tým výzkumníků z National Renewable Energy Laboratory v Coloradu vyvinul technologii výroby uhlíkových vláken z obnovitelných zdrojů. Díky tomu je možné výrazně snížit jejich cenu a zároveň snížit emise skleníkových plynů.

Uhlíková vlákna se vyznačují vysokou tuhostí, vysokou mechanickou pevností a nízkou hmotností. Díky těmto vlastnostem se ve stavebnictví používají již mnoho let. letadla, sportovní auta, ale i jízdní kola a tenisové rakety. Získávají se procesem pyrolýzy polymerů ropného původu (hlavně polyakrylonitrilu), který spočívá v mnohahodinovém zahřívání polymerních vláken při teplotách až 3000 ℃, bez kyslíku a pod vysokým tlakem. Tím se vlákno zcela zkarbonizuje – nezůstane nic jiného než uhlík. Atomy tohoto prvku tvoří uspořádanou hexagonální strukturu (podobně jako grafit nebo grafen), která je přímo zodpovědná za mimořádné vlastnosti uhlíkových vláken.

Samotný stupeň pyrolýzy Američané neplánují měnit. Místo toho chtějí změnit způsob výroby své hlavní suroviny, polyakrylonitrilu. Syntéza tohoto polymeru vyžaduje akrylonitril, který v současnosti vzniká při zpracování ropy. Coloradští vědci jej navrhují nahradit organickým odpadem z farmy. Cukry extrahované z takové biomasy jsou fermentovány vybranými mikroorganismy a následně jsou jejich produkty převedeny na akrylonitril. Výroba pokračuje jako obvykle.

Použití obnovitelných surovin v tomto procesu pomůže snížit emise skleníkových plynů do atmosféry. Zvýší se také dostupnost polyakrylonitrilu na trhu, což povede ke snížení cen uhlíkových vláken na jeho bázi. Zbývá jen počkat na průmyslové využití této metody.

zdroj: popsci.com, foto: upload.wikimedia.org