Wetenschappers uit Duitsland en Nederland doen onderzoek naar nieuwe, milieuvriendelijke technologieën.PLAmaterialen. Het doel is om duurzame materialen te ontwikkelen voor optische toepassingen zoals autokoplampen, lenzen, reflecterende kunststoffen of lichtgeleiders. Momenteel worden deze producten over het algemeen gemaakt van polycarbonaat of PMMA.
Wetenschappers zijn op zoek naar een biobased plastic voor autokoplampen. Het blijkt dat polymelkzuur een geschikt materiaal is.
Met deze methode hebben wetenschappers verschillende problemen opgelost waarmee traditionele kunststoffen te kampen hebben: ten eerste kan de focus op hernieuwbare grondstoffen de druk van aardolie op de kunststofindustrie effectief verlichten; ten tweede kan het de CO2-uitstoot verminderen; ten derde wordt hierbij rekening gehouden met de gehele levenscyclus van het materiaal.
"Polymelkzuur heeft niet alleen voordelen op het gebied van duurzaamheid, maar beschikt ook over zeer goede optische eigenschappen en kan worden gebruikt in het zichtbare spectrum van elektromagnetische golven", aldus dr. Klaus Huber, hoogleraar aan de Universiteit van Paderborn in Duitsland.
Momenteel is een van de uitdagingen waar wetenschappers mee worstelen de toepassing van polymelkzuur (PLA) in LED-gerelateerde toepassingen. LED's staan bekend als een efficiënte en milieuvriendelijke lichtbron. "Met name de extreem lange levensduur en de zichtbare straling, zoals het blauwe licht van LED-lampen, stellen hoge eisen aan de optische materialen", legt Huber uit. Daarom moeten extreem duurzame materialen worden gebruikt. Het probleem is echter dat PLA zacht wordt bij ongeveer 60 graden Celsius. LED-lampen kunnen tijdens gebruik echter temperaturen tot wel 80 graden Celsius bereiken.
Een andere uitdaging is de kristallisatie van polymelkzuur. Polymelkzuur vormt kristallen bij ongeveer 60 graden Celsius, waardoor het materiaal wazig wordt. De wetenschappers wilden een manier vinden om deze kristallisatie te voorkomen, of om het kristallisatieproces beter beheersbaar te maken, zodat de grootte van de gevormde kristallen geen invloed zou hebben op het licht.
In het laboratorium in Paderborn bepaalden de wetenschappers eerst de moleculaire eigenschappen van polymelkzuur om de materiaaleigenschappen te veranderen, met name de smelttoestand en kristallisatie. Huber is verantwoordelijk voor het onderzoek naar de mate waarin additieven, of stralingsenergie, de materiaaleigenschappen kunnen verbeteren. "We hebben speciaal hiervoor een systeem voor lichtverstrooiing onder kleine hoeken gebouwd om kristalvorming of smeltprocessen te bestuderen, processen die een aanzienlijke invloed hebben op de optische functie", aldus Huber.
Naast wetenschappelijke en technische kennis kan het project na implementatie ook aanzienlijke economische voordelen opleveren. Het team verwacht eind 2022 de eerste resultaten te kunnen presenteren.
Geplaatst op: 09-11-2022