Các nhà khoa học từ Đức và Hà Lan đang nghiên cứu các loại vật liệu thân thiện với môi trường mớiPLAVật liệu. Mục tiêu là phát triển các vật liệu bền vững cho các ứng dụng quang học như đèn pha ô tô, thấu kính, nhựa phản quang hoặc ống dẫn sáng. Hiện tại, các sản phẩm này thường được làm bằng polycarbonate hoặc PMMA.
Các nhà khoa học muốn tìm ra một loại nhựa sinh học để chế tạo đèn pha ô tô. Hóa ra axit polylactic là một ứng cử viên phù hợp.
Thông qua phương pháp này, các nhà khoa học đã giải quyết được một số vấn đề mà nhựa truyền thống gặp phải: thứ nhất, chuyển sự chú ý sang các nguồn tài nguyên tái tạo có thể làm giảm hiệu quả áp lực do dầu thô gây ra cho ngành công nghiệp nhựa; thứ hai, nó có thể làm giảm lượng khí thải carbon dioxide; thứ ba, điều này liên quan đến việc xem xét toàn bộ vòng đời của vật liệu.
Tiến sĩ Klaus Huber, giáo sư tại Đại học Paderborn ở Đức, cho biết: “Axit polylactic không chỉ có lợi thế về mặt bền vững mà còn có các đặc tính quang học rất tốt và có thể được sử dụng trong quang phổ sóng điện từ khả kiến”.
Hiện nay, một trong những khó khăn mà các nhà khoa học đang phải đối mặt là việc ứng dụng axit polylactic trong các lĩnh vực liên quan đến LED. LED được biết đến là một nguồn sáng hiệu quả và thân thiện với môi trường. "Đặc biệt, tuổi thọ cực kỳ dài và bức xạ khả kiến, chẳng hạn như ánh sáng xanh của đèn LED, đặt ra những yêu cầu rất cao đối với vật liệu quang học", Huber giải thích. Đây là lý do tại sao phải sử dụng vật liệu cực kỳ bền. Vấn đề là: PLA trở nên mềm ở nhiệt độ khoảng 60 độ F (15 độ C). Tuy nhiên, đèn LED có thể đạt nhiệt độ lên tới 80 độ F (26 độ C) khi hoạt động.
Một khó khăn khác là quá trình kết tinh axit polylactic. Axit polylactic hình thành tinh thể ở nhiệt độ khoảng 60 độ, làm mờ vật liệu. Các nhà khoa học muốn tìm cách tránh quá trình kết tinh này; hoặc làm cho quá trình kết tinh dễ kiểm soát hơn — sao cho kích thước của tinh thể hình thành không ảnh hưởng đến ánh sáng.
Tại phòng thí nghiệm Paderborn, các nhà khoa học đầu tiên xác định các đặc tính phân tử của axit polylactic nhằm thay đổi các đặc tính của vật liệu, đặc biệt là trạng thái nóng chảy và kết tinh. Huber chịu trách nhiệm nghiên cứu mức độ mà các chất phụ gia, hay năng lượng bức xạ, có thể cải thiện các đặc tính của vật liệu. "Chúng tôi đã xây dựng một hệ thống tán xạ ánh sáng góc nhỏ chuyên dụng cho mục đích này để nghiên cứu quá trình hình thành hoặc nóng chảy tinh thể, những quá trình có tác động đáng kể đến chức năng quang học", Huber cho biết.
Bên cạnh kiến thức khoa học và kỹ thuật, dự án còn có thể mang lại lợi ích kinh tế đáng kể sau khi triển khai. Nhóm nghiên cứu dự kiến sẽ bàn giao phiếu trả lời đầu tiên vào cuối năm 2022.
Thời gian đăng: 09-11-2022