Taimedest pärit süsinikkiud

Süsinikkiud on muutnud revolutsiooni paljudes meie eluvaldkondades, nagu tsiviilehitus, lennundus ja sõjatööstus. Need on viis korda terasest tugevamad ja samas väga kerged. Need on ka kahjuks suhteliselt kallid. Colorado riikliku taastuvenergia laboratooriumi teadlaste meeskond on välja töötanud tehnoloogia taastuvatest allikatest süsinikkiudude tootmiseks. Tänu sellele on võimalik nende hinda oluliselt alandada ja samal ajal vähendada kasvuhoonegaaside emissiooni.

Süsinikkiude iseloomustab suur jäikus, kõrge mehaaniline tugevus ja väike kaal. Nende omaduste tõttu on neid kasutatud ehituses, sealhulgas juba aastaid. lennukid, sportautod, aga ka jalgrattad ja tennisereketid. Neid saadakse naftapäritolu polümeeride (peamiselt polüakrüülnitriil) pürolüüsi protsessis, mis seisneb polümeerkiudude mitmetunnilises kuumutamises temperatuuril kuni 3000 ℃ ilma hapnikuta ja kõrge rõhu all. See karboniseerib kiud täielikult – peale süsiniku ei jää muud üle. Selle elemendi aatomid moodustavad korrastatud kuusnurkse struktuuri (sarnane grafiidile või grafeenile), mis on otseselt vastutav süsinikkiudude erakordsete omaduste eest.

Ameeriklased ei kavatse pürolüüsi etappi ennast muuta. Selle asemel tahavad nad muuta oma peamise tooraine polüakrüülnitriili tootmisviisi. Selle polümeeri sünteesiks on vaja akrüülnitriili, mis praegu tekib toornafta töötlemise tulemusena. Colorado teadlased teevad ettepaneku asendada see orgaaniliste talujäätmetega. Sellisest biomassist ekstraheeritud suhkrud kääritatakse valitud mikroorganismide poolt ja seejärel muudetakse nende saadused akrüülnitriiliks. Tootmine jätkub tavapäraselt.

Taastuvate toorainete kasutamine selles protsessis aitab vähendada kasvuhoonegaaside heitkoguseid atmosfääri. Samuti suureneb polüakrüülnitriili kättesaadavus turul, mis toob kaasa sellel põhinevate süsinikkiudude hindade alanemise. Jääb vaid oodata selle meetodi tööstuslikku kasutamist.

allikas: popsci.com, foto: upload.wikimedia.org