پژوهشگران به دنبال جایگزینی فیبر کربن با الیاف طبیعی

استفاده از الیاف طبیعی به‌جای فیبر کربن گران قیمت، چندین سال است که به طور جدی‌تری دنبال می‌شود. یکی از مواد مورد علاقه پژوهشگران برای این کار، کتان است. گیاهی باستانی که به وفور یافت شده و مورد استفاده قرار می‌گیرد.

شرکت سوئیسی Bcomp برای استفاده از الیاف کتان در ترکیب‌های کامپوزیتی، پیشرفت چشمگیری داشته است. کامپوزیت تقویت شده‌ای به نام Amplitex شامل پارچه‌های بافته شده و آغشته شده با رزین اپوکسی استاندارد است. همانند الیاف کربن می‌توان این ترکیب را نیز با روش‌های مختلف و به میزان لایه‌های مورد نیاز ساخت.

نوع بافت ساختاری پارچه نیز شبیه یک شبکه سه بعدی است و برای استفاده‌های نیمه ساختاری همانند پانل‌های بدنه از داخل سطوح با تقویت کننده‌هایی پیوند داده می‌شود.

بنابراین می‌توان انتظار داشت که این پنل های سبک وزن بتوانند جایگزین مناسبی برای پنل های فلزی مخصوصاً در خودروهای الکتریکی باشند. با این حال این موضوع هنوز نیازمند صرف انرژی زیادی است. به‌عنوان مثال فرایند کربنی کردن الیاف در دمای ۱۰۰۰ تا ۳۰۰۰ درجه صورت می‌گیرد.

به گفته Bcomp، استفاده از ترکیب Amplitex با تقویت‌کننده‌های ساختاری به‌جای فیبر کربن باعث کاهش ۷۵ درصدی تلید CO2 در فرایند تولید خواهد شد. این یعنی ۱۶.۹ کیلوگرم CO2 به ازای تولید هر متر مربع Amplitex در قیاس با ۴۵.۶ کیلوگرم گاز دی اکسید کربن در فرایند ساخت الیاف کربن با اپوکسی.

بعلاوه در حالی که الیاف طبیعی از نظر سختی و وزن در ورقه‌های نازک با فیبر کربن رقابت می‌کنند، ۳۰ درصد نیز ارزانتر خواهند بود. از آنجا که Amplitex پایه گیاهی دارد، در هنگام رشد گیاه CO2 را از جوف جذب می‌کند و در پایان عمر نیز می‌تواند سوزانده شود. متأسفانه الیاف کربن و همچنین Amplitex از اپوکسی استفاده می‌کنند که تجدیدپذیر نیست ولی Bcomp در حال کار با سایر شرکا روی یک رزین زیستی پایدارتر است.

همانند بسیاری از فن‌آوری‌های جدید، این تکنولوژی هم ابتدا در مسابقات فرمول یک بکار رفته است و امسال صندلی خودروهای فرمول یک مک لارن کارلوس ساینز و لندو نوریس از Amplitex ساخته شده‌اند. در ماه سپتامبر نیز یک نسخه از پورشه ۷۱۸ کیمن GT4 CS MR ساخته شده توسط بخش موتوراسپرت پورشه برای مسابقات ۲۴ ساعته نوربرگ رینگ با بدنه‌ای کاملاً ساخته شده از Amplitex روئیت شد.

انتقال این فن‌آوری به خودروهای جاده‌ای نیز به‌تدریج صورت می‌گیرد و پولستار در پنل های داخلی نسخه کانسپت خود از Amplitex استفاده کرده است. انتظار می‌رود از سال ۲۰۲۱ شاهد توجه بسیار بیشتری به Amplitex از سوی خودروسازان باشیم.