Wetenschappers uit Duitsland en Nederland doen onderzoek naar nieuwe milieuvriendelijke productenPLAmaterialen. Het doel is om duurzame materialen te ontwikkelen voor optische toepassingen zoals autokoplampen, lenzen, reflecterende kunststoffen of lichtgeleiders. Voorlopig zijn deze producten over het algemeen gemaakt van polycarbonaat of PMMA.
Wetenschappers willen een biobased plastic vinden om autokoplampen te maken. Het blijkt dat polymelkzuur een geschikt kandidaatmateriaal is.
Via deze methode hebben wetenschappers verschillende problemen opgelost waarmee traditionele kunststoffen te maken hebben: ten eerste kan het richten van hun aandacht op hernieuwbare hulpbronnen de druk die ruwe olie op de kunststofindustrie veroorzaakt effectief verlichten; ten tweede kan het de uitstoot van kooldioxide verminderen; ten derde houdt dit in dat de gehele levenscyclus van het materiaal in ogenschouw wordt genomen.
“Niet alleen heeft polymelkzuur voordelen op het gebied van duurzaamheid, het heeft ook zeer goede optische eigenschappen en kan worden gebruikt in het zichtbare spectrum van elektromagnetische golven”, zegt Dr. Klaus Huber, professor aan de Universiteit van Paderborn in Duitsland.
Momenteel is een van de moeilijkheden die wetenschappers overwinnen de toepassing van polymelkzuur op LED-gerelateerde terreinen. LED staat bekend als een efficiënte en milieuvriendelijke lichtbron. “Vooral 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 uiterst duurzame materialen worden gebruikt. Het probleem is: PLA wordt zacht rond de 60 graden. LED-lampen kunnen tijdens gebruik echter temperaturen tot wel 80 graden bereiken.
Een andere uitdagende moeilijkheid is de kristallisatie van polymelkzuur. Polymelkzuur vormt bij een temperatuur van ongeveer 60 graden kristallieten, waardoor het materiaal onscherp wordt. De wetenschappers wilden een manier vinden om deze kristallisatie te voorkomen; of om het kristallisatieproces beter controleerbaar te maken – zodat de grootte van de gevormde kristallieten het licht niet zou beïnvloeden.
In het Paderborn-laboratorium bepaalden de wetenschappers eerst de moleculaire eigenschappen van polymelkzuur om de eigenschappen van het materiaal te veranderen, met name de smelttoestand en kristallisatie. Huber is verantwoordelijk voor het onderzoeken van de mate waarin additieven, oftewel stralingsenergie, de eigenschappen van materialen kunnen verbeteren. "We hebben speciaal hiervoor een lichtverstrooiingssysteem met een kleine hoek gebouwd om kristalvorming of smeltprocessen te bestuderen, processen die een aanzienlijke impact hebben op de optische functie", zegt Huber.
Naast wetenschappelijke en technische kennis zou het project na implementatie aanzienlijke economische voordelen kunnen opleveren. Het team verwacht eind 2022 het eerste antwoordblad te kunnen overhandigen.
Posttijd: 09-nov-2022