Các nhà khoa học từ Đức và Hà Lan đang nghiên cứu những phương pháp mới thân thiện với môi trường.PLAvật 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 nay, các sản phẩm này thường được làm từ polycarbonate hoặc PMMA.
Các nhà khoa học muốn tìm một loại nhựa sinh học để chế tạo đèn pha ô tô. Hóa ra axit polylactic là một vật liệu tiềm năng 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, việc chuyển hướng sang các nguồn tài nguyên tái tạo có thể giảm bớt áp lực do dầu thô gây ra cho ngành công nghiệp nhựa; thứ hai, nó có thể giảm lượng khí thải carbon dioxide; thứ ba, điều này liên quan đến việc xem xét toàn bộ vòng đời của vật liệu.
“Axit polylactic không chỉ có ưu điểm về tính bền vững mà còn có đặc tính quang học rất tốt và có thể được sử dụng trong phổ ánh sáng nhìn thấy của sóng điện từ,” Tiến sĩ Klaus Huber, giáo sư tại Đại học Paderborn ở Đức, cho biết.
Hiện nay, một trong những khó khăn mà các nhà khoa học đang khắc phục là việc ứng dụng axit polylactic (PLA) trong các lĩnh vực liên quan đến đèn LED. LED được biết đến là nguồn sáng hiệu quả và thân thiện với môi trường. “Đặc biệt, tuổi thọ cực kỳ dài và bức xạ nhìn thấy được, chẳng hạn như ánh sáng xanh của đèn LED, đặt ra yêu cầu cao đối với vật liệu quang học”, Huber giải thích. Đó là lý do tại sao cần phải sử dụng các vật liệu cực kỳ bền. Vấn đề là: PLA trở nên mềm ở nhiệt độ khoảng 60 độ C. Tuy nhiên, đèn LED có thể đạt đến nhiệt độ cao tới 80 độ C khi hoạt động.
Một khó khăn khác cần giải quyết là sự kết tinh của axit polylactic. Axit polylactic tạo thành các tinh thể ở nhiệt độ khoảng 60 độ C, làm mờ vật liệu. Các nhà khoa học muốn tìm cách tránh sự kết tinh này; hoặc làm cho quá trình kết tinh dễ kiểm soát hơn — sao cho kích thước của các tinh thể hình thành không ảnh hưởng đến ánh sáng.
Tại phòng thí nghiệm Paderborn, các nhà khoa học trước tiên đã xác định các đặc tính phân tử của axit polylactic để thay đổi các đặc tính của vật liệu, đặc biệt là trạng thái nóng chảy và kết tinh của nó. Huber chịu trách nhiệm nghiên cứu mức độ mà các chất phụ gia, hoặc 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 đặc biệt dành cho mục đích này để nghiên cứu quá trình hình thành tinh thể hoặc quá trình nóng chảy, những quá trình có tác động đáng kể đến chức năng quang học,” Huber cho biết.
Ngoài 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 nộp báo cáo kết quả đầu tiên vào cuối năm 2022.
Thời gian đăng bài: 09/11/2022