Când ne gândim la plastic, nu ne imaginăm un material foarte rezistent. Este perfect pentru fabricarea carcaselor electronicelor, gadgeturilor sau ca material de finisare, dar nu pentru structuri inginerești sau piese de echipamente industriale. Totuși, puțini știu că există un plastic care poate opri gloanțe.
Este atât de puternic încât cablurile făcute din el pot suporta o sarcină mult mai mare decât cablurile obișnuite din oțel. Atunci de ce nu este folosit peste tot până acum? Până recent, era incredibil de dificil de modelat și turnat. Cu toate acestea, oamenii de știință de la Universitatea Oxford au găsit o modalitate de a face acest material și mai puternic și, mai important, potrivit pentru utilizare.
UHMWPE – plasticul super-rezistent
Plasticul super-rezistent despre care vorbim se numește polietilenă cu greutate moleculară ultra-înaltă și densitate mare (UHMWPE). Este un material unic, caracterizat prin lanțuri moleculare extrem de lungi care se încâlcesc între ele. Vă puteți imagina acest lucru ca niște spaghete foarte lungi și încâlcite. Datorită acestei structuri, plasticul are o rezistență și durabilitate extraordinară.
Proprietățile unice ale acestui material permit utilizarea sa pentru crearea vestelor antiglonț, frânghiilor și implanturilor medicale. Anterior am relatat că din acest plastic se fabrică chiar și șosete super-rezistente. În plus, UHMWPE este potrivit pentru utilizare în cele mai extreme condiții. Cu toate acestea, din cauza vâscozității ridicate, acest plastic era practic imposibil de modelat și procesat prin metode tradiționale. Anterior, pentru a procesa UHMWPE, erau necesare proceduri complexe și costisitoare, ceea ce îi limita utilizarea.
Noua tehnologie de fabricare a plasticului super-rezistent
Echipa de la Oxford a efectuat cercetări pentru a găsi metode de eliminare a dezavantajelor UHMWPE. Sarcina era să facă materialul mai manevrabil, păstrându-i în același timp rezistența excepțională. Pentru a atinge acest obiectiv, au găsit o modalitate de a regla procesul de sinteză pentru a evita împletirea excesivă a moleculelor.
Acest lucru seamănă cu adăugarea atentă a spaghetelor în apa clocotită pentru a evita încâlcirea lor excesivă. Această tehnologie a arătat rezultate promițătoare în ceea ce privește controlul modului în care moleculele de plastic se încâlcesc în timpul producției. Cu toate acestea, cercetătorii au descoperit că există o limită critică – era imposibil să îmbunătățești calitatea după un anumit punct.
Atunci cercetătorii au testat o a doua strategie – au folosit modificatori moleculari care acționează ca „foarfece chimice”. Adăugând substanțe chimice precum hidrogenul, oamenii de știință au reușit să reducă greutatea moleculară a materialului cu până la 96%, păstrându-i în același timp caracteristicile de rezistență. Un succes deosebit a fost obținut la amestecarea UHMWPE cu polietilenă de înaltă densitate (HDPE).
Ca rezultat, oamenii de știință au reușit să crească rezistența materialului cu 103%. Utilizarea simultană a mai multor tipuri de catalizatori a permis obținerea rezultatului dorit. Autorii lucrării raportează acest lucru în revista Industrial Chemistry & Materials.
Avantajele noului plastic
Cercetarea a arătat că noul plastic, creat pe baza UHMWPE, are o serie de îmbunătățiri. Pe lângă faptul că s-a reușit simplificarea tehnologiei de producție și crearea unor forme complexe, plasticul a devenit mai rezistent și mai durabil. Acest lucru a permis extinderea domeniilor sale de aplicare.
De exemplu, noul material va permite crearea unor veste antiglonț și elemente de protecție mai ușoare și mai rezistente. Datorită biocompatibilității, UHMWPE este deja utilizat în protezare, iar îmbunătățirile vor face utilizarea sa și mai largă. În plus, materialele super-rezistente și ușoare sunt importante pentru crearea pieselor de avioane și nave spațiale.
Rezistența crescută a UHMWPE îl face ideal pentru utilizare în condiții extreme, cum ar fi extracția resurselor în ape adânci. Anterior acest lucru era considerat imposibil. Cu toate acestea, trebuie remarcat că cercetarea a fost efectuată în condiții de laborator. Implementarea noului plastic în industrie va necesita eforturi suplimentare.

În plus, înainte de a începe să-l folosim, vor fi necesare cercetări suplimentare. De exemplu, este necesar să se confirme stabilitatea noilor materiale în timpul utilizării pe termen lung. Deoarece este complet nou, durabilitatea sa este încă necunoscută. Dar putem spune deja că noua metodă de creare a UHMWPE deschide era plasticelor super-rezistente care pot schimba multe industrii. Și în final, să ne amintim că nu doar plasticul poate fi super-rezistent, ci chiar și hârtia. Puteți afla mai multe despre acest material accesând link-ul.
Vă invităm să împărtășiți acest articol cu prietenii și să ne spuneți în comentarii ce credeți despre viitorul materialelor super-rezistente!
Sursa imaginilor: Unsplash
Etichete: plastic super-rezistent, UHMWPE, materiale noi, cercetare științifică, inovație tehnologică, inginerie avansată