ألياف الكربون لديها مشاكل خطيرة ، إليك ما قد يحل محله

“pf7d1d971c1883a7f15c9293c53e6b160″>”(min-width: 429px)” اكتب=”image/webp”>”(max-width: 428px)” اكتب=”image/webp”>”https://www.slashgear.com/img/gallery/carbon-fiber-has-serious-problems-heres-what-might-replace-it/intro-1745382903.jpg” البيانات المنزلق-url=”https://www.slashgear.com/1842391/carbon-fiber-pros-cons-future-replacements/” معرف البيانات=”1842391″ انزلاق البيانات-num=”0″ البيانات المنزلق-title=”Carbon Fiber Has Serious Problems, Here’s What Might Replace It: ” العرض=”780″ الارتفاع=”438″ alt=”A person weaving carbon fiber”>

مونتي راكوزن/غيتي الصور

لقد أحدث مزيج ألياف الكربون من القوة المذهلة والوزن المنخفض ثورة في الهندسة الحديثة. اليوم ، ترى ذلك في كل شيء من توربينات الرياح والطائرات إلى”https://www.slashgear.com/1587505/how-strong-is-are-carbon-fiber-parts-are-they-worth-price/” الهدف=”_blank”> قطع غيار ألياف الكربون والعتاد الرياضي. تعني مزاياها على مواد مثل الصلب والألومنيوم أن الصناعات يائسة لإيجاد طرق جديدة لدمجها في بنياتها. ولكن على الرغم من شعبيتها ، فإن ألياف الكربون لديها عدد من العيوب الخطيرة التي يمكن أن تعيقها من مستقبل مستدام.

إعلان

بالنسبة للمبتدئين ، فإن الخسائر البيئية لألياف الكربون مذهلة. ال”https://www.slashgear.com/1837239/how-carbon-fiber-is-made-eu-ban-reason-explained/” الهدف=”_blank”> عملية إنتاج ألياف الكربون شهرة في الطاقة ، باستخدام ما يصل إلى 900 ميجاول لكل كيلوغرام ، وهو أكثر بكثير من الطاقة اللازمة لإنتاج الصلب أو الألومنيوم. والأسوأ من ذلك ، من الصعب إعادة تدوير المادة. يتم تجاهل ما يقرب من ثلث صفائح ألياف الكربون أثناء التصنيع ، وينتهي معظم المنتجات المصنوعة من ألياف الكربون في نهاية المطاف في مدافن النفايات. بمجرد ربط الراتنجات والشفاء ، لا يمكن ذوبان ألياف الكربون وإعادة تشكيلها. وهذا يجعل استعادة الألياف القابلة للاستخدام صعبة وغير فعالة دون حرارة عالية أو مواد كيميائية عدوانية … والتي لديها مشاكل خاصة بها. النتيجة؟ كمية هائلة من النفايات. هل يمكن أن نرى ألياف الكربون يتم استبدالها بمواد أخرى أفضل؟ تشير العلامات على ما يبدو إلى نعم.

إعلان

“p17988e492489167337a0fbe6b3e6e6e4″>”(min-width: 429px)” اكتب=”image/webp”>”(max-width: 428px)” اكتب=”image/webp”>”https://www.slashgear.com/img/gallery/carbon-fiber-has-serious-problems-heres-what-might-replace-it/carbon-fibers-health-hazards-and-performance-issues-1745382903.jpg” البيانات المنزلق-url=”https://www.slashgear.com/1842391/carbon-fiber-pros-cons-future-replacements/” معرف البيانات=”1842391″ انزلاق البيانات-num=”1″ البيانات المنزلق-title=”Carbon Fiber Has Serious Problems, Here’s What Might Replace It: Carbon fiber’s health hazards and performance issues” العرض=”780″ الارتفاع=”438″ alt=”Multiple rolls of carbon fiber”>

Stockphoto-Graf/Shutterstock

المخاوف البيئية هي جزء آخر من معضلة ألياف الكربون. عند الرمل أو القطع أو المكشوفة لارتفاع الحرارة أو المواد الكيميائية ، تطلق ألياف الكربون الجسيمات المجهرية المحمولة بالهواء. هذه الألياف متشابهة في الحجم والشكل إلى الأسبستوس. وهذا يعني أن الألياف يمكن أن تضع نفسها في عمق رئتي أولئك الذين يتنفسون فيها. في حين أن الآثار الصحية طويلة الأجل لا تزال قيد الدراسة ، فإن أوجه التشابه المزعجة للتعرض للأسبستوس تثير مخاوف من أن غبار ألياف الكربون يمكن أن يرتبط ذات يوم بأمراض الجهاز التنفسي الخطيرة وحتى الموت.

إعلان

هناك أيضا سقف الأداء للنظر. على الرغم من الترحيب به كمواد معجزة ، فإن ألياف الكربون لم تشهد تحسينات كبيرة في القوة لعقود. ويرجع ذلك إلى حد كبير إلى الطبيعة الحساسة للمادة: إذا تعرض هيكلها للخطر أثناء التصنيع ، فإن الألياف غير محسوبة بشكل دائم وتلفها لبقية عمر المنتج. التكلفة هي حاجز مهم آخر.”https://www.slashgear.com/1328358/carbon-fiber-explained/” الهدف=”_blank”> لا تزال ألياف الكربون أكثر تكلفة من عشرين إلى عشرين مرة من المعادن مثل الصلب أو الألومنيوم ، الذي يعيقه عن الاعتماد على نطاق واسع في الصناعات الحساسة للتكاليف مثل تصنيع السيارات.

“p701c8be097163ea0c3c5af270e2ac9f7″>”(min-width: 429px)” اكتب=”image/webp”>”(max-width: 428px)” اكتب=”image/webp”>”https://www.slashgear.com/img/gallery/carbon-fiber-has-serious-problems-heres-what-might-replace-it/galvorn-is-one-promising-alternative-to-carbon-fiber-1745382903.jpg” البيانات المنزلق-url=”https://www.slashgear.com/1842391/carbon-fiber-pros-cons-future-replacements/” معرف البيانات=”1842391″ انزلاق البيانات-num=”2″ البيانات المنزلق-title=”Carbon Fiber Has Serious Problems, Here’s What Might Replace It: Galvorn is a promising alternative to carbon fiber” العرض=”780″ الارتفاع=”438″ alt=”A close-up of carbon fiber pattern”>

Aleksandr Grechanyuk/Shutterstock

يبحث الباحثون والشركات الناشئة عن بدائل لمطابقة أو تجاوز أداء ألياف الكربون دون جميع الجوانب السلبية. واحدة من أكثر المتنافسين واعدة هي Galvorn ، وهي مادة نانوية للكربون مع خصائص تشبه ألياف الكربون. أخف وزنا من ألياف الكربون ولكنه أقوى من الصلب ، Galvorn مرن ، وتجري الكهرباء ، كما أنه أكثر استدامة. تدعي Dexmat ، الشركة التي تقف وراء Galvorn ، أيضًا أن عملية التصنيع تستخدم خطوات أقل وطاقة أقل ، وتأثير دورة حياتها سلبية الكربون. تعرض الشركة أن هذه المواد ستقابل من جهتين إلى ثلاثة جيجا من ثاني أكسيد الكربون سنويًا خلال العقود القليلة المقبلة.

إعلان

يتجنب جالفورن أيضًا المخاطر الصحية التي تعاني من ألياف الكربون. كونه مقاومًا وتوافقًا حيويًا ، فإنه لديه مخاطر أقل بكثير من العمال والمستخدمين النهائيين على حد سواء. ولأنه قابل لإعادة التدوير ، فإن Galvorn لديه القدرة على تأجيج اقتصاد أكثر دائرية لمركبات عالية القوة. بالطبع ، لن يحدث بديل واسع النطاق بين عشية وضحاها. تم بناء هيمنة ألياف الكربون على مدار عقود ، ويتم استثمار الصناعات بعمق في سلاسل التوريد الحالية والبنية التحتية للتصنيع. ومع ذلك ، فإن الاتجاه واضح. مع تشديد اللوائح البيئية ، ترتفع التكاليف ، وتتناسب مع المخاوف الصحية ، فإن الدفع للحصول على بدائل أفضل سوف يتسارع ، ومواد مثل Galvorn تبرز كخطوة تالية قابلة للحياة.

إعلان