Seechells激發了處理塑料的最佳方法

佐治亞理工學院的研究人員創造了一種受貝殼啟發的材料，以幫助改善加工塑料的過程並使所得材料更可靠。

它們產生的結構顯著降低了機械性能的變異性，通常在加工的塑料中發現。他們的產品還支持原始塑料材料的性能。

研究人員說，他們的設計受到傳記的啟發，可以幫助將帶有原始材料包裝材料的包裝材料的生產成本降低近50％，並提供數億美元的潛在節省。而且，由於每年生產的3.5億噸塑料中只有不到10％是有效處理的，因此佐治亞州的技術方法可能不允許在垃圾填埋場上提供更多的塑料。

航空航天工程師-Apiochia教授Christos Atanasiu領導了一項研究 出版 在雜誌中 美國國家科學院（PNA）論文集他在這次採訪中討論了這項工作。

為什麼塑料很少處理？當處理它們時，為什麼不能再次被廣泛使用？

再生塑料不是未觸及的材料 – 這是前世的混亂組合。每個瓶子，袋子和包裝紙都帶來了自己的故事，壓力和退化。當我們機械地處理它們時，將所有內容融化，我們會得到一種比原始塑料弱的材料，並且非常不可預測。不可預測性是違反交易的人。

這就是為什麼處理的塑料很少返回需要強度，安全性或一致性的產品，例如建築材料，汽車組件或自動駕駛汽車的原因。他們只是不能相信他們說話。

為什麼外殼的結構可以提供改進的技巧？

大自然沒有清潔。它組織。

海貝殼（如nacre）由粘著柔軟蛋白質的脆弱礦物質製成。它們不是無可挑剔的，但它們是可靠的。建築中的秘密：堅硬的“磚”，通過軟“解決方案”連接，創建了一個分散能量並控制故障的系統。這是一種根本不同的設計理念，與我們通常如何開發均勻性和清潔度是可靠性方式的材料。

大自然涵蓋可變性，並通過結構進行控制。我們利用這種理解。

您創建了什麼，如何檢查它？

我們取了切碎的高密度（HDPE）塑料的可回收聚乙烯，該塑料用於工業包裝器，並將其收集到受貝殼啟發的分層複合材料中。將其視為NACRE的合成結構：硬塑料“磚”，該結構是由由商用粘合劑聚合物製成的溫和“溶液”相關的，該聚合物為吸收壓力和控制控製而開發。

為了檢查它，我們使用特殊創建的機械裝置將這些傳記結構分別劃分。我們實時捕獲了他們的行為，從最初的變形到裂紋的啟動，再到點差，再到最終故障。

然後，我們開發了一種新的模型 – 限制不確定性的轉移鏈的第一個模型。我們的模型不簡單地評估材料的努力和強大，還為可靠執行的執行方式提供了信心。

結果是什麼？

我們將最大延長的變異性（機械特性的關鍵度量量度）降低了68％。通常，處理的塑料在機械特徵上無處不在。我們的結構化複合材料是一致的。這是任何實際應用程序的關鍵要求。

換句話說，我們創建了一個結構，您可以使用通常無法使用的材料來信任。

HDPE拉伸是一種純材料，它包裹在托盤上折疊的產品。在處理後，他不能再次做同樣的工作嗎？

並不真地。彈性膠片應該既強大又靈活。但是，一旦暴露於陽光，壓力和熱量，其分子結構就會發生變化。它的處置盲目地像雷（Re）一樣 – 使用降落傘，而無需檢查撕裂。我們的生物重新設計的設計不僅再次使用塑料。他恢復了自己的可靠性，使高性能重複使用。

您正在航空航天工程學院。這項工作與飛機，火箭或空間無關。什麼是連接？

下一代航空系統的設計需要在學科之間進行思考，並取代傳統材料。例如，太空工程中最大的問題之一是創建在不可預測的極端環境中未能失敗的結構。無論是可重複使用的導彈還是火星上的庇護所，我們都需要在整個生命週期中穩定的材料。

我們的 PNA 教科書應對基本的機制。問題：如何從不可靠的材料中創建可靠的結構？這不僅是一個處理問題。這是未來空間的問題。

接下來是什麼？

我們將這種方法擴展到與更廣泛的加工塑料一起使用，並將它們與更環保的，生物床相結合，以使整個結構更穩定。同時，我們將調查該策略如何支持地球外部，其中需要處理和重新使用材料。例如，NASA的NASA挑戰表明，當廢物成為生存的建築塊時，未來。