مختبر ORNL الأمريكي يطور مادة لاصقة قابلة لإعادة المعالجة قائمة على النايلون بقوة قص تبلغ 21.1 ميغاباسكال

أخبار ar.wedoany.com، طور فريق بحثي بقيادة الدكتور تومونوري سايتو، الباحث في قسم علوم الكيمياء بمختبر أوك ريدج الوطني (ORNL)، مجموعة المواد اللينة والأغشية، مادة لاصقة حرارية جديدة قابلة لإعادة المعالجة تعتمد على عملية تفكيك محكومة للنايلون، قادرة على ربط ركائز مختلفة مثل الفولاذ والمواد المركبة من ألياف الكربون، مع الحفاظ على أداء متميز في درجات الحرارة المرتفعة.

تهدف هذه الدراسة إلى معالجة التحديات التي تواجه إعادة تدوير النايلون. يُستخدم النايلون على نطاق واسع في صناعات النسيج والسيارات والتغليف، لكن طرق إعادة التدوير التقليدية مثل التحلل المائي والتحلل الكحولي والتحلل الأمونياكي تواجه عادةً مشاكل ارتفاع استهلاك الطاقة وتفاوت الكفاءة. تمكن فريق ORNL من التحكم في تركيز المواد المتفاعلة باستخدام محفزات عضوية فعالة لإجراء تحلل كحولي محكوم للنايلون، والحصول على قليمرات نايلون ذات أطوال محددة. قام الفريق بعد ذلك بمشاركة قليمرات النايلون الناتجة مع أجزاء بوليمرية أخرى لإنتاج بوليمر مشترك مجزأ جديد، يمكن استخدامه كمادة لاصقة حرارية عالية القوة. تتطلب هذه العملية عادةً درجات حرارة أقل من تقنيات التحلل بالمذيبات التقليدية، مما قد يقلل من استهلاك الطاقة. وأشار فريق البحث إلى أن هذه الطريقة تحقق إعادة تدوير بنسبة 100% للنايلون (تحويله بالكامل إلى قليمرات)، دون أي فقدان للنايلون أو إنتاج منتجات ثانوية.

أظهرت المادة اللاصقة التي طورها فريق ORNL أداءً ملحوظًا. حقق بوليمر النايلون المشتق من نفايات النايلون قوة قص تداخلية تبلغ 21.1 ± 2.7 ميغاباسكال عند ربط الفولاذ بالفولاذ في ظروف درجة حرارة الغرفة. أما بالنسبة لربط الفولاذ بالمواد المركبة من ألياف الكربون، فقد وصلت القوة إلى 16.8 ± 2.3 ميغاباسكال في درجة حرارة الغرفة، مع الحفاظ على قوة التصاق تبلغ 10.0 ± 1.6 ميغاباسكال عند درجة حرارة 90 درجة مئوية. للمقارنة، أظهرت المادة اللاصقة الإيبوكسية التقليدية (المنتج التجاري JB Weld ClearWeld) تحت نفس ظروف الاختبار قوة تبلغ 6.5 ± 0.6 ميغاباسكال في درجة حرارة الغرفة، والتي انخفضت إلى 2.8 ميغاباسكال عند 90 درجة مئوية. يمكن معالجة هذه المادة اللاصقة الجديدة حرارياً بسهولة، وإعادة استخدامها أو إصلاح المواد المرتبطة بها، مما يطيل عمر النظام.

يمكن لهذه العملية معالجة النايلون 6 والنايلون 66 ومواد التغذية المختلطة. وأشار فريق البحث إلى أن امتلاك المرونة في معالجة مواد التغذية المختلفة أمر بالغ الأهمية للتطبيق العملي. حالياً، تم التحقق من صحة هذه التقنية فقط على نطاق المختبر (مستوى الجاهزية التقنية حوالي 3). وأوضح فريق ORNL أن تحقيق التطبيق الصناعي يتطلب عرضاً نظامياً على نطاق موسع. تجري شركة Re-Du، المرخصة للتقنية، دراسات عملية لتوسيع نطاق التسويق لتقنية منصة مشابهة تعتمد على عمليات مماثلة. قاد مختبر ORNL هذا العمل، ونُشرت النتائج البحثية ذات الصلة في مجلة "Cell Reports Physical Science" (2025, 6, 102928) ومجلتي "Materials Horizons" (2023, 10, 3360–3368) و"J. Mat. Chem. A" (2025, 13, 32111).

تم إعداد هذا المقال بواسطة Wedoany. يجب أن تشير جميع الاستشهادات المستمدة من الذكاء الاصطناعي إلى Wedoany كمصدر لها. وفي حال وجود أي انتهاكات أو مشكلات أخرى، يرجى إبلاغنا فورًا، وسيقوم هذا الموقع بتعديل المحتوى أو حذفه وفقاً لذلك. البريد الإلكتروني: news@wedoany.com