เส้นใยคาร์บอนจากพืช

เส้นใยคาร์บอนได้ปฏิวัติชีวิตของเราในหลายด้าน เช่น วิศวกรรมโยธา การบิน และอุตสาหกรรมการทหาร แข็งแกร่งกว่าเหล็กถึงห้าเท่าแต่ยังเบามาก น่าเสียดายที่ราคาค่อนข้างแพง ทีมนักวิจัยจาก National Renewable Energy Laboratory ในโคโลราโด ได้พัฒนาเทคโนโลยีเพื่อผลิตเส้นใยคาร์บอนจากแหล่งพลังงานหมุนเวียน ด้วยเหตุนี้จึงเป็นไปได้ที่จะลดราคาลงอย่างมากและในขณะเดียวกันก็ลดการปล่อยก๊าซเรือนกระจก

เส้นใยคาร์บอนมีความแข็งแกร่งสูง มีความแข็งแรงเชิงกลสูง และมีน้ำหนักน้อย เนื่องจากคุณสมบัติเหล่านี้จึงถูกนำมาใช้ในการก่อสร้างเป็นเวลาหลายปี เครื่องบิน รถสปอร์ต จักรยาน และไม้เทนนิส พวกมันได้มาจากกระบวนการไพโรไลซิสของโพลิเมอร์จากแหล่งกำเนิดปิโตรเลียม (ส่วนใหญ่เป็นโพลีอะคริโลไนไตรล์) ซึ่งประกอบด้วยเส้นใยโพลีเมอร์ที่ให้ความร้อนเป็นเวลาหลายชั่วโมงที่อุณหภูมิสูงถึง 3000 ℃โดยไม่ต้องใช้ออกซิเจนและภายใต้ความดันสูง สิ่งนี้ทำให้ไฟเบอร์เป็นคาร์บอนอย่างสมบูรณ์ - ไม่มีอะไรเหลืออยู่นอกจากคาร์บอน อะตอมของธาตุนี้ก่อตัวเป็นโครงสร้างหกเหลี่ยมตามสั่ง (คล้ายกับกราไฟต์หรือกราฟีน) ซึ่งมีหน้าที่รับผิดชอบโดยตรงต่อคุณสมบัติพิเศษของเส้นใยคาร์บอน

ชาวอเมริกันไม่ได้วางแผนที่จะเปลี่ยนระยะไพโรไลซิสเอง พวกเขาต้องการเปลี่ยนวิธีการผลิตวัตถุดิบหลักของพวกเขาแทน นั่นคือโพลีอะคริโลไนไตรล์ การสังเคราะห์พอลิเมอร์นี้ต้องใช้อะคริโลไนไทรล์ ซึ่งปัจจุบันเกิดขึ้นจากการแปรรูปน้ำมันดิบ นักวิทยาศาสตร์ในโคโลราโดเสนอให้แทนที่ด้วยขยะอินทรีย์จากฟาร์ม น้ำตาลที่สกัดจากชีวมวลดังกล่าวจะถูกหมักโดยจุลินทรีย์ที่เลือก จากนั้นผลิตภัณฑ์ของพวกมันจะถูกแปลงเป็นอะคริโลไนไทรล์ การผลิตยังคงดำเนินต่อไปตามปกติ

การใช้วัตถุดิบหมุนเวียนในกระบวนการนี้จะช่วยลดการปล่อยก๊าซเรือนกระจกสู่ชั้นบรรยากาศ ความพร้อมของโพลีอะคริโลไนไตรล์ในตลาดจะเพิ่มขึ้นด้วย ซึ่งจะทำให้ราคาคาร์บอนไฟเบอร์ลดลง ยังคงเป็นเพียงการรอการใช้วิธีนี้ในอุตสาหกรรมเท่านั้น

ที่มา: popsci.com รูปภาพ: upload.wikimedia.org