يقوم علماء من ألمانيا وهولندا بأبحاث حول مواد صديقة للبيئة جديدةجيش التحرير الشعبى الصينىالمواد. الهدف هو تطوير مواد مستدامة للتطبيقات البصرية، مثل مصابيح السيارات الأمامية، والعدسات، والبلاستيك العاكس، أو أدلة الضوء. حاليًا، تُصنع هذه المنتجات عادةً من البولي كربونات أو بلاستيك البولي ميثيل ميثاكريلات (PMMA).
يسعى العلماء إلى إيجاد بلاستيك حيوي لتصنيع مصابيح السيارات الأمامية. وتبيّن أن حمض البوليلاكتيك مادة مناسبة.
ومن خلال هذه الطريقة، نجح العلماء في حل العديد من المشاكل التي تواجهها المواد البلاستيكية التقليدية: أولاً، إن تحويل انتباههم إلى الموارد المتجددة يمكن أن يخفف بشكل فعال من الضغط الذي يسببه النفط الخام على صناعة البلاستيك؛ ثانياً، يمكن أن يقلل من انبعاثات ثاني أكسيد الكربون؛ ثالثاً، يتضمن هذا النظر في دورة حياة المواد بأكملها.
يقول الدكتور كلاوس هوبر، أستاذ في جامعة بادربورن في ألمانيا: "لا يتمتع حمض البوليكتيك بمزايا من حيث الاستدامة فحسب، بل يتمتع أيضًا بخصائص بصرية جيدة جدًا ويمكن استخدامه في الطيف المرئي للموجات الكهرومغناطيسية".
في الوقت الحالي، من الصعوبات التي يتغلب عليها العلماء استخدام حمض البولي لاكتيك في المجالات المتعلقة بمصابيح LED. تُعرف مصابيح LED بأنها مصدر إضاءة فعال وصديق للبيئة. يوضح هوبر: "على وجه الخصوص، يُسبب طول عمرها الافتراضي والإشعاع المرئي، مثل الضوء الأزرق لمصابيح LED، ضغطًا كبيرًا على المواد البصرية". لهذا السبب، يجب استخدام مواد شديدة المتانة. تكمن المشكلة في أن حمض البولي لاكتيك يصبح لينًا عند حوالي 60 درجة مئوية. ومع ذلك، يمكن أن تصل درجات حرارة مصابيح LED إلى 80 درجة مئوية أثناء التشغيل.
من الصعوبات الأخرى التي تواجه تبلور حمض البولي لاكتيك. يُكوّن حمض البولي لاكتيك بلورات عند درجة حرارة حوالي 60 درجة، مما يُؤدي إلى تشويش المادة. سعى العلماء إلى إيجاد طريقة لتجنب هذا التبلور، أو جعل عملية التبلور أكثر تحكمًا، بحيث لا يؤثر حجم البلورات المتكونة على الضوء.
في مختبر بادربورن، حدد العلماء أولاً الخصائص الجزيئية لحمض البولي لاكتيك بهدف تغيير خصائص المادة، وخاصةً حالة انصهارها وتبلورها. ويتولى هوبر مسؤولية دراسة مدى قدرة المواد المضافة، أو طاقة الإشعاع، على تحسين خصائص المواد. يقول هوبر: "لقد صممنا نظام تشتت ضوئي بزاوية صغيرة خصيصًا لهذا الغرض، لدراسة عمليات تكوين البلورات أو الانصهار، وهي عمليات تؤثر بشكل كبير على الوظيفة البصرية".
بالإضافة إلى المعرفة العلمية والتقنية، من المتوقع أن يُحقق المشروع فوائد اقتصادية كبيرة بعد تنفيذه. ويتوقع الفريق تسليم أول ورقة إجابات بحلول نهاية عام ٢٠٢٢.
وقت النشر: 9 نوفمبر 2022