科學家發現植物酸使碳纖維不易燃燒 更容易回收利用

據外媒New Atlas報導，碳纖維複合材料可能很輕、很結實，但讓它們的抗燃性一直是個難題。不過現在，韓國科學家發現，一種植物衍生的物質既能讓它們不燃燒，又能讓它們更容易回收。過去，為了使碳纖維複合材料具有抗燃性，人們將滷素添加到碳纖維複合材料中。但是，由於在焚燒材料進行回收時，會產生有毒物質，因此最終在全世界範圍內禁止使用。焚燒過程中，複合材料中的環氧樹脂被燒掉，只留下碳纖維的碎片。

在Yong-Chae Jung博士的帶領下，韓國科學技術研究院（KIST）的研究人員最近嘗試用單寧酸來代替滷素。單寧酸是一種豐富的天然多酚，由植物產生。當添加到環氧樹脂中時，該酸改善了該樹脂與碳纖維的粘合能力。但更重要的是，當單寧酸暴露在火焰中時就會炭化--這就在碳纖維表面形成了一個炭化層，從而使火焰中的氧氣無法進入材料中。因此，這種複合材料既堅硬又耐燃。

此外，只要將材料放在處於超臨界流體狀態的水中，就能徹底回收利用--這意味著液體的溫度和壓力被保持在特定的臨界水平之上。複合材料在浸泡後「數十分鐘 」內就會溶解，使99%以上的纖維和樹脂都能得到回收。

更重要的是，回收的樹脂可以用來生產碳量子點，目前碳量子點被利用在LED和有機太陽能電池等物品中。

「我們創造了一種應用範圍擴大的複合材料，與傳統的碳纖維增強塑料相比，在阻燃性、機械剛性和可回收性方面都有顯著的改善。」Yong-Chae Jung博士說。「這些改進的性狀意義重大，因為它們決定了所述複合材料的應用範圍。」

有關該研究的論文近日發表在《Composites Part B: Engineering》雜誌上。