Burbuļi ar miljardiem

Ja klasiskā 1960. gadu filma Absolvents tika pārtaisīti šodien, Benjamin varētu saņemt divus padomu vārdus viena vietā: mikrošūnu plastmasu. Šie polimērmateriāli, ko caurstrāvo burbuļi, kuru diametrs ir mazāks par 50 mikroniem, ir izturīgi, viegli, un tos var padarīt īpaši plānus, kas liecina par visu veidu izmantošanu. Tagad cilvēkiem tikai jāizdomā, kuru no viņiem realizēt pirmo.

Mikrošūnu plastmasu (MCP) radīja MIT Mašīnbūves nodaļas vadītājs Nams Suhs, kurš 1979. gadā izgudroja to izgatavošanas procesu. Ideju izraisīja jautājums, ko pusdienu laikā uzdeva Eastman Kodak vadītājs, kurš mēģināja izstrādāt veids, kā viņa uzņēmums var samazināt savos produktos izmantotās plastmasas daudzumu un tādējādi samazināt ražošanas izmaksas, nezaudējot fiziskās īpašības, Suh atgādina. Ietaupījumi varētu būt ievērojami, ņemot vērā, ka putuplastu plaši izmanto iepakošanai, siltumizolācijai, polsterēšanai un vienreizlietojamiem traukiem, cita starpā. Suhs ātri ierosināja polimērā ievietot mikroskopiskus burbuļus, lai samazinātu izmantotā materiāla daudzumu.

Šis stāsts bija daļa no mūsu 1998. gada janvāra numura

• Skatiet pārējo izdevuma daļu
• Abonēt

Viņš atceras, ka ideju izdomāt bija viegli. Grūtākā daļa bija izdomāt, kā to pagatavot.

Ar vairāku MIT studentu palīdzību Suhs izmantoja paņēmienu, kas ietvēra gāzes sajaukšanu ar šķidru plastmasu zem augsta spiediena un pēc tam pēkšņi pazemināja spiedienu, veidojot burbuļus (sauktus arī par tukšumiem vai šūnām), kas vienmērīgi sadalīti visā materiālā. Suha pieeja radīja daudz mazākus, blīvāk iesaiņotus burbuļus nekā parastā metode, pievienojot polimēra kausējuma daļiņām piemaisījumu daļiņas, kas rada polimēra pārtraukumus, kas savukārt rada tukšumus. Tādā veidā izveidojamo tukšumu skaitu ierobežo fakts, ka nevar pievienot pārāk daudz piemaisījumu, nesabojājot sākotnējo materiālu, skaidro Suh. Turklāt tukšumi parastajā putuplastā parasti ir vismaz 200 mikronu diametrā.

Suhs patentēja savu procesu 1984. gadā, bet apturēja darbu pie MCP līdz 1988. gadam, kad viņš atgriezās MIT pēc četru gadu darba kā direktora asistents Nacionālajā zinātnes fondā.

Suhs apgalvo, ka daudzu, ja ne lielāko daļu plastmasas izstrādājumu ražotāji varētu ietaupīt materiālus un naudu, izmantojot MCP. Tā kā mazie tukšumi ir tik blīvi iesaiņoti (apmēram 10 miljardi šūnu uz kubikcentimetru), MCP izmanto daudz mazāk materiālu nekā parastā putuplasta. Vienkārši sakot, tajos ir lielāka tukšo vietu daļa. Mēs varam samazināt materiālu izmaksas par 10 līdz 95 procentiem atkarībā no pielietojuma, atzīmē Suh. Un, kopumā izmantojot mazāk materiālu, ražošanai ir nepieciešams mazāk enerģijas, un vēlāk būs mazāk atkritumu, kas jālikvidē vai jāpārstrādā. Turklāt, saskaņā ar Mets Pallavers, Trexel, Inc. izpildviceprezidents, uzņēmums, kas dibināts 1994. gadā, lai izstrādātu jauno materiālu komerciālu izmantošanu, MCP ir labāk nekā parastā plastmasa izturīgs pret lūzumiem, plīsumiem, nogurumu un aukstu temperatūru. (Trexel ir uzņēmuma Axiomatics pēctecis, ko Suh dibināja 1983. gadā, lai ražotu instrumentus plastmasas apstrādes rūpniecībai.)

Liela joma mums ir jaunu plānu izstrādājumu izstrāde — plastmasas putas, kas ir plānas kā papīrs, viņš saka. Tos var izmantot, piemēram, kā pārklājumus datu sakaru vadiem. Šim nolūkam nevar izmantot parastās putas, jo pašas šūnas ir lielākas par to, ko mēģināt izgatavot, viņš skaidro.

Trexel tagad sadarbojas ar lielākajiem plastmasas ražotājiem, lai izstrādātu vismaz 18 dažādus šī materiāla lietojumus. Trexel pārstāvji nevar apspriest šo projektu sīkāku informāciju patentētu iemeslu dēļ, taču norāda, ka viņu pētītie lietojumi ietver automašīnu daļas, caurules, izolētu korpusu kabeļiem un vadiem, celtniecības materiālus, konteinerus (piemēram, pudeles un kannas) un zemas klases vienreizējās lietošanas šķīvji un krūzes. Mēs joprojām cenšamies izdomāt jaunas lietojumprogrammas, saka Pallavers.

Tā kā katru dienu tiek atklāti jauni plastmasas izmantošanas veidi, piebilst Chul Park, Toronto Universitātes mehānikas inženieris, kurš strādāja ar Suh MIT, MCP ir lielāks tirgus potenciāls, nekā cilvēki var iedomāties.

paslēpties