Científicos de la Universidad de Manchester han combinado el grafeno con el yute de fibra natural, para crear el primero en el mundo de compuestos de fibra de yute natural reforzados con grafeno.

El avance podría conducir a la fabricación de compuestos de fibra natural de alto rendimiento y respetuosos con el medio ambiente que podrían reemplazar a sus homólogos sintéticos en las principales áreas de fabricación. como la industria automotriz, construcción naval, Palas de turbina eólica duraderas y carcasa de bajo costo.

También podría impulsar las economías agrícolas de países como Bangladesh, India, y China, donde se produce principalmente el material de yute, afirman los investigadores de la Universidad de Manchester.

La Universidad alberga el Instituto Nacional de Grafeno y el Centro de Innovación de Ingeniería de Grafeno, que proporcionan una masa crítica incomparable de experiencia en grafeno. Las dos instalaciones demuestran la posición de Manchester como una base de conocimientos líder a nivel mundial en la investigación y comercialización del grafeno.

El yute se extrae de la corteza de la planta de yute blanco (Corchorus capsularis) y es 100% biodegradable, Fibra natural reciclable y ecológica. También es la segunda fibra natural más producida en el mundo, después del algodón, y es al menos un 50 por ciento más barata que el lino y otras fibras naturales similares.

Esto lo hace extremadamente atractivo para diferentes sectores industriales que buscan crear un alternativa más ecológica a los compuestos sintéticos. Es por eso que los compuestos de fibra natural están atrayendo un interés significativo debido al potencial para reducir la huella de carbono al reemplazar materiales producidos sintéticamente. como la fibra de vidrio, que cuesta más y puede ser perjudicial para el planeta.

Forkan Sarker, un beneficiario de una beca de la Commonwealth para Bangladesh, ha realizado los experimentos y el análisis de los datos para este estudio, y la publicación que muestra que el grafeno podría ser crítico está disponible en línea.

Profesor Prasad Potluri, Director de investigacion, North West Composites Center dijo:"Forkan Sarker, se unió a mi grupo con miras a trabajar en un problema de doctorado relevante para la economía de su país.

"Este es un ejemplo de combinación juiciosa de valor bajo, fibras básicas de carbono neutro con una fracción de volumen extremadamente pequeña de grafeno de alto valor para crear un sistema de materiales que podría reemplazar las fibras de carbono y vidrio que consumen mucha energía en una serie de aplicaciones estructurales ligeras ".

A pesar de sus credenciales medioambientales, Los compuestos de fibra natural tienen malas propiedades mecánicas e interfaciales, lo que significa que no son lo suficientemente fuertes para algunas aplicaciones industriales. Es por eso que investigadores del Instituto Nacional de Grafeno (NGI) de la Universidad de Manchester y del Grupo de Robótica y Composites Textiles han estado trabajando en un proyecto colaborativo y recubriendo fibras de yute con óxido de grafeno y escamas de grafeno para mejorar su resistencia.

Los resultados han sido extremadamente positivos y muestran que las fibras de yute con un revestimiento de grafeno tienen una resistencia al cizallamiento interfacial mejorada de alrededor del 200 por ciento. con un aumento de la resistencia a la flexión en casi un 100 por ciento en comparación con las fibras sin tratar.

Dr. Nazmul Karim, Becario de intercambio de conocimientos (grafeno) en el Instituto Nacional de Grafeno, dijo:"Hemos estado trabajando en grafeno y otras fibras naturales basadas en materiales 2D durante varios años en el grupo del profesor Novoselov. Es genial traducir esa experiencia en el desarrollo de compuestos de fibras naturales de alto rendimiento".

Dr. Karim, quien también concibió la idea y diseñó los experimentos de incorporar grafeno al yute, añadió:"Yute, una vez conocida como 'las fibras doradas de Bangladesh, 'perdió su esmalte en la década de 1980 después de que se introdujeran materiales sintéticos como el polietileno y los plásticos. Sin embargo, con crecientes preocupaciones medioambientales con los plásticos, el uso de fibras naturales como el yute está aumentando nuevamente.

"Es más, el uso de yute en los interiores de los automóviles por parte de los gigantes mundiales del automóvil ha crecido rápidamente con una demanda actual de 100, 000 toneladas al año. Creo que nuestras fibras de yute a base de grafeno podrían desempeñar un papel muy importante para satisfacer la creciente demanda de productos más respetuosos con el medio ambiente para diversas industrias ".