Los materiales inteligentes responden a los componentes compuestos para ofrecer la gama de propiedades deseadas, sin embargo, en cierto modo, los procesos de fabricación actuales no se han desarrollado desde finales de la década de 1960. El proyecto FIBRALSPEC buscó actualizar estos abordar las preocupaciones de sostenibilidad, mientras mejora el rendimiento.

El diseño de estructuras compuestas, especialmente los que utilizan fibras de carbono, ha permitido a los ingenieros ampliar los límites de la producción hacia materiales con propiedades enormemente mejoradas y a un costo reducido. Todavía, después de más de cinco décadas de investigación y el establecimiento de una industria en crecimiento que fabrica una multitud de aplicaciones, existe la necesidad de nuevos precursores verdes (las materias primas utilizadas para fabricar las fibras), que puede ofrecer una alternativa al estándar actual de la industria del petróleo.

El proyecto FIBRALSPEC, financiado con fondos europeos, ha logrado mejorar la producción de fibras de carbono a partir de recursos renovables como la lignina, un polímero orgánico. El proyecto logró utilizar la tecnología de composite reforzado para la creación de diferentes aplicaciones, como supercondensadores flexibles y refugios de emergencia seguros de implementación rápida (RDSES). FIBRALSPEC pudo desarrollar líneas de producción, así como un prototipo de Mecano-Electro Spinner Operacional para la producción de nanofibras, presagiando una nueva generación de materiales excepcionales.

Fibras de carbono con propiedades mejoradas

Los materiales compuestos de fibra de carbono (CF) se integran cada vez más en nuestra vida diaria. Estos compuestos son clave para la generación de materiales y estructuras inteligentes. Propiedades que incluyen su peso ligero, alta resistencia y baja rigidez, hacer que estos materiales sean atractivos para una amplia gama de sectores industriales, incluido el transporte, electrónica y construcción. Esta combinación de propiedades altamente buscadas brinda soluciones de ingeniería a algunos de los problemas más complejos en ciencia y tecnología de materiales.

Todavía, como coordinador del proyecto FIBRALSPEC, El profesor Costas Charitidis señala, "A pesar de que la producción a escala industrial de CF comenzó a fines de la década de 1960, Los continuos desafíos de fabricación aún dejan muchas oportunidades de mejora ".

El equipo de FIBRALSPEC pudo aplicar sus técnicas de producción a la fabricación tradicional de composites, por ejemplo, en la producción de Refugio de Emergencia Seguro de Despliegue Rápido de fibra de vidrio (RDSES-FG). Al hacerlo, se redujo la masa unitaria de los refugios, mientras que la rigidez estructural, Se incrementaron la durabilidad y la usabilidad del usuario final. También se produjeron precursores verdes de fibras de carbono a base de lignina y se optimizó el proceso de estabilización-oxidación. En cuanto al incremento de procesos ambientalmente responsables, Se desarrollaron nuevas técnicas para proporcionar productos comercialmente relevantes que se pueden fabricar a partir de fibras de carbono de desecho.

Crucialmente, el proyecto aplicó Análisis de Ciclo de Vida para cuantificar las credenciales verdes de las estrategias de reutilización y reciclaje desde el inicio del proceso, con desarrollo de precursores, hasta la salida de los residuos de fibra de carbono.

Ampliación de la oferta y la disponibilidad futuras de CF

Una de las ambiciones de FIBRALSPEC era ayudar a las industrias europeas a ser más independientes de la cadena de suministro actual con su dependencia de fibras de carbono y precursores importados. Con este fin, el proyecto se centró en parte en el desarrollo de la tecnología de supercondensadores, que se utiliza para alimentar muchas aplicaciones, ya que ofrece un enorme potencial económico para Europa. con oportunidades de mercado en muchos sectores industriales.

Como resume el profesor Charitidis, "Nuestro proyecto se propuso ayudar a impulsar a Europa hacia el liderazgo industrial y la competitividad en áreas estratégicas como el transporte, electrónica, aeroespacial, construcción, energía y ocio ".

El equipo planea aprovechar los resultados del proyecto demostrando la viabilidad de ampliar los procesos de FIBRALSPEC a niveles industriales. Las asociaciones industriales específicas permitirán el intercambio de conocimientos necesario para la transferencia de producción a escala de laboratorio a gran escala, Procesos rentables.