Composite materials and natural fibre

推动我们更接近更环保的运输

探索如何教授坎达卡尔的研究是使用天然纤维,使运输更加环保

亿桶石油的。乘客在烟雾口罩。重金属浸出到土壤...船只,飞机和汽车可以有环境的影响不好的名声。然而,当涉及到保护地球,可持续交通工具的使用可以发挥至关重要的作用。

在朴茨茅斯大学 机械设计工程学院, 教授坎纳特·达卡尔 起着作出重要的变化发生了主导作用。他的驾驶开拓性的研究,可以使汽车,船舶和航空工业显著更环保。

坎是在复合材料方面的专家,大学的领导者的先进材料和制造研究小组。他在发展可持续,轻质复合材料开辟新的天地。

复合材料制造的支柱。通常,它们利用由人造增强材料如碳纤维和玻璃纤维增​​强塑料的形式。这个组合(合成)使材料强于那将是它自己。

但坎笔记,“非常大量的材料已被扔进大海,因为回收的问题。”

他和他的团队正在研究一种更加激进,更加自然的解决方案 - 生物复合材料。坎解释说:

“我们正在尝试使用的生物基和可生物降解其使用寿命后的材料。我们正在使用基于植物的天然纤维作为增强天然复合产品。

材料非凡的金额已扔进大海,因为回收的问题。我们正在尝试使用被其使用寿命后,生物基和可生物降解的材料。我们正在使用基于植物的天然纤维作为增强天然复合产品。

教授坎达卡尔,机械工程教授

“亚麻,大麻和黄麻纤维是天然,可再生和可大量获得。如果我们可以把它们作为增援,大家都在谈论可持续的复合材料“。

有一个迫切需要做到这一点。除了传统的复合材料对环境的影响,碳纤维和玻璃纤维来自石化产品 - 这意味着,当世界石油耗尽,就不会有他们的更多。

植物纤维如黄麻,大麻和亚麻是可生物降解,因此,如果采用可持续生物复合材料行业将创造显著较少的垃圾填埋场。和坎认为它有可能走得更远了一步:

“我们希望这种材料回收尽可能多的让我们不使用我们的资源。如果你可以使用废料,那会更好。所以与愿望,我们正试图利用废弃农业生物质,使复合材料“。

生物质是描述从植物,食品废物和污水,其可被用作再生燃料废料,因为它是全来自太阳存储的能量的术语。农业生产中产生大量生物质作为副产品,它的往往只是简单归类为垃圾。

以及减少真实发送到填埋或焚烧的废物量,坎说,可持续材料可以使用较少的能量比传统的玻璃纤维和碳纤维来制造。

这是一个潜在的绿色革命,以及一个可能具有非常广阔的应用前景。那么它是怎样工作的?

开辟新天地

坎的研究原则与塑料结合的有机材料来制造复合材料层压板。

我们的目标是看到这些正在使用的产品,如汽车保险杠和车门内衬。如果你想象部分由植物纤维的汽车和想象,如果你在它吹响它会打破,再想一想。坎的研究的一部分,是要证明他们有足够的强度。

他和他的团队进行了多次实验,找出应用负载时,会发生什么情况他们的材料。有不同机械性能的考虑 - 从冲击强度,弯曲强度,疲劳 - 这取决于什么是生物复合材料可以用于。

 

亚麻,大麻及黄麻纤维是天然,可再生和可大量获得。我们希望这种材料回收尽可能多的让我们不使用我们的资源。如果你可以使用废料,那会更好。所以与愿望,我们正试图利用废弃农业生物质,使复合材料。

教授坎达卡尔,机械工程教授

球队在朴茨茅斯是世界领导人在各自的领域。坎说:

“我们在开发可持续材料的前列,特别是针对非结构性和结构应用。

“我们提出了将不同材料结合在一起,提高机械强度以及其他重要性能的混合动力概念车。”

强度和可持续性并不是让行业开始关注的唯一原因:

“天然纤维复合材料具有惊人的,有吸引力的特性。他们是重量轻,可再生能源和成本低。”

制造与天然纤维

作为原因使生物复合材料制造成去,他们没有得到更好的或大于减少气候变化带来的风险。但是,如果由坎和他的团队开发的材料要跃升到生产线,他们还需要满足其他工业需求。

例如,为了减少车辆废气排放,汽车行业要引进轻质材料,使汽车并不需要刻录尽可能多的燃料。

但在同一时间,该材料必须在其机械和其他所需的性质方面表现良好。在航空,例如,约80梦幻飞机用途%的碳纤维增强复合材料(是CFRP)(体积),因为它们重量轻和非常强的属性。

重量轻是是CFRP的一个巨大的优势。碳纤维是40%比铝轻%,而且几乎60%比钢轻。

它是高度激励两种,当我们的学生参与科研教学告知学生和学术人员。他们所使用的制造技术使他们就往行业他们完成他们的课程后。

教授坎达卡尔,机械工程教授

但坎的研究表明,天然纤维增强复合生物材料可以有一个真正的优势在这里:

“天然纤维有很多,很多比玻璃纤维更轻。玻璃纤维的密度,例如,为每立方厘米2.5克。亚麻是轻得多,在1.15。

“如果你比玻璃纤维制作的麻纤维复合板,亚麻就一直有非常具体的相媲美的强度和刚度与亮度的优势。”

坎和他的因素,从实力,耐力团队测试 - 例如,以找出是否能生物复合承受恶劣环境,他们揭露材料极热和极冷的温度。

“你不能只是说,好吧,让我们使用所有的天然材料。他们必须履行的功能要求。所以,我们做一些检查,按照一定的标准,拿出的产品一定值 - 这其中有惊人的耐冲击性的行为,这其中有非常好的抗划伤性财产 - 因此工业合作者将在使用这些新兴的环保材料自信“。

提前为他们的研究,仍然有挑战解决,以及大量证明。

克服障碍

使用天然纤维的潜在的缺点是,它们是亲水性的材料 - 简单地说,它们吸收水分。如果暴露于湿度和水分在若干年后,用天然纤维制成的生物复合材料可开始膨胀并失去它的形状。因为它吸收和保留越来越多的水也可能变得越来越弱。

所以,喇叭和他的团队正在探索的治疗和处理,可以使这些材料更安全地与塑料兼容。它是所有关于实现可靠的,可持续的方式所需的机械强度,并降低吸湿性的风险。

这里还有制定标准,并同意材料的性质,可以通过行业通过之前的挑战。坎解释说:

“汽车制造商希望使用具有一致的性能的材料。如果你在沙特阿拉伯,加拿大,美国或英国生产碳纤维,其直径将是相同的。但是,如果你在加拿大,法国或英国产生亚麻纤维,其直径将是完全不同的。

“所以当你模拟你的一部分,你需要包括一个直径,强度和密度。什么应该是这样?我们必须克服这个障碍,所以这需要时间“。

我们必须有耐心和毅力,使产生影响。面临的挑战也越来越一致,可靠的性能。它需要很长的时间来说服人们使用一种新型的材料,如天然纤维增强的非结构和结构应用的复合材料。

教授坎达卡尔,机械工程教授

坎时特别兴奋,他和他的同事们从废弃农业生物质制成的“惊人的层压材料”。可重复使用的和可生物降解,它有潜力成为复合材料的圣杯。但首先,有很多测试要实现的:

将它承受的负荷不伸展?它是如何表现一心想当?会发生什么它在碰撞?

“这是一个漫长的旅程,”坎说,“我们必须有耐心和毅力,使产生影响。面临的挑战也越来越一致,可靠的性能。它需要很长的时间来说服人们使用一种新型的材料,如非结构和结构应用天然纤维增强复合材料“。

作为活性讲师,研究生研究的导师,坎扮演一个重要部分在开发新一代的年轻专业人士谁就能在行业冠军可持续性。

塑造未来

学生在朴茨茅斯涉足多种先进的材料和制造研究小组项目。本科生和postgrads都必须发挥作用。坎说:

“他们来这里是为了学习新的知识,在这里,他们可以接触到最新的技术,使先进的复合材料。

“这是非常积极作用的两个学生,当我们的学生参与科研学术工作人员告知教学。

“他们使用的制造技术使他们就往行业他们完成他们的课程后。他们有这个可持续发展的意识,回收并能满足工程要求的先进材料,但在同一时间原因少打扰到环境中。

“我们的毕业生进入工业与信息,那强烈的欲望要使用他们所学到的技术 - 生命周期分析,环境影响评价,环境管理系统,功能性的数据分析。

“我们正在将消息发送到行业,我们的毕业生能够利用与可持续发展的这些工具,有效地利用材料,使用更少的能源。”

我们使用的资源,目前的方式,我们可能需要另一个3个或4个地球来满足我们的需求。我们不明白,我们还有多少在这里了。所以我们需要做的研究,并把突破。我们需要提升性能,增强在我们的日常生活中使用可持续材料。

教授坎达卡尔,机械工程教授

坎与行业合作伙伴紧密合作,以确保他和他的同事开发出解决问题的创新。我们的目标是不是对知识的缘故知识 - 这是通过研究,分析和测试的结果,使行业能够利用这些知识。

但最终,他的热情是不是在行业持续的产生收益的。它是关于我们星球上维持生命。

“我们使用的资源,目前的方式,我们可能需要另一个3个或4个地球来满足我们的需求。我们不明白,我们还有多少在这里了。

“所以我们需要做的研究,并把突破。我们需要提升性能,增强在我们的日常生活中使用可持续材料。

“我来上班一大早去得很晚,以有助于至少一些环境我离开。后人会明白我们的贡献“。

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