Wetenschappers uit Duitsland en Nederland onderzoeken nieuwe milieuvriendelijkePLAMaterialen. Het doel is om duurzame materialen te ontwikkelen voor optische toepassingen zoals autokoplampen, lenzen, reflecterende kunststoffen of lichtgeleiders. Momenteel worden deze producten meestal gemaakt van polycarbonaat of PMMA.
Wetenschappers willen een biobased plastic vinden om autokoplampen van te maken. Polymelkzuur blijkt een geschikt kandidaatmateriaal te zijn.
Met deze methode hebben wetenschappers een aantal problemen opgelost waarmee traditionele kunststoffen kampen. Ten eerste kan de druk die ruwe olie op de kunststofindustrie uitoefent, effectief worden verlicht door over te stappen op hernieuwbare grondstoffen. Ten tweede kan de CO2-uitstoot worden verminderd. Ten derde houdt dit rekening met de volledige levenscyclus van het materiaal.
"Polymelkzuur heeft niet alleen voordelen op het gebied van duurzaamheid, het heeft ook 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.
Een van de problemen die wetenschappers momenteel overwinnen, is de toepassing van polymelkzuur in led-gerelateerde vakgebieden. Led staat bekend als een efficiënte en milieuvriendelijke lichtbron. "Vooral de extreem lange levensduur en de zichtbare straling, zoals het blauwe licht van ledlampen, stellen hoge eisen aan de optische materialen", legt Huber uit. Daarom moeten extreem duurzame materialen worden gebruikt. Het probleem is: PLA wordt zacht bij ongeveer 60 graden. Ledlampen kunnen echter tijdens gebruik temperaturen tot wel 80 graden bereiken.
Een andere uitdaging is de kristallisatie van polymelkzuur. Polymelkzuur vormt kristallieten bij ongeveer 60 graden, waardoor het materiaal troebel 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 kristallieten het licht niet zou beïnvloeden.
In het laboratorium van Paderborn 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 onderzoek naar de mate waarin additieven, of stralingsenergie, de eigenschappen van materialen kunnen verbeteren. "We hebben hiervoor speciaal een lichtverstrooiingssysteem met een kleine hoek gebouwd om kristalvorming of smeltprocessen te bestuderen, processen die een aanzienlijke impact hebben op de optische functie", aldus Huber.
Naast wetenschappelijke en technische kennis kan het project na implementatie aanzienlijke economische voordelen opleveren. Het team verwacht eind 2022 het eerste antwoordblad in te leveren.
Plaatsingstijd: 09-11-2022