Polietylenowa szybka, mocniejsza i bardziej trwała niż aluminium, ale znacznie lżejsza, nadająca się do produkcji ekranów i wizjerów? To wydaje się zbyt piękne, by mogło być prawdziwe. A jednak naukowcy z University of Warwick i Queen Mary University of London twierdzą, że opracowali technologię, która to umożliwia. Użycie odpowiedniego tworzywa i poddanie go działaniu odpowiedniej temperatury pozwala otrzymać przezroczyste szybki o właściwościach mechanicznych zbliżonych, a w niektórych aspektach nawet lepszych, niż metale. Pisze o tym w kwietniowym numerze czasopismo „Journal Polymer”.

Przy wcześniejszych próbach zastąpienia ciężkich i łamliwych szklanych szybek plastikowymi wykorzystywano najczęściej poliwęglan (PC) lub polimetakrylan metylu (PMMA). W obu przypadkach właściwości mechaniczne tych tworzyw pozostawiają wiele do życzenia. Autorzy najnowszej pracy proponują polietylen wysokiej gęstości (HDPE), który po odpowiedniej obróbce może pod tym względem konkurować nawet z metalami.

Polietyleny poddane procedurze wyciągania są zwykle matowe w związku z pojawiającymi się w nich defektami. Badacze pod kierunkiem prof. Tona Peijsa z University of Warwick i prof. Ceesa Bastiaansena z Queen Mary University of London zaproponowali nową technologię, która pozwala ten problem wyeliminować.Mikrostruktura polietylenów przed wyciąganiem przypomina nieco garnek z gotowanym spaghetti, podczas wyciągania cząsteczki porządkują się i zaczynają przypominać makaron jeszcze przed gotowaniem, co sprawia, że mogą przenosić większe obciążenia – tłumaczy Yunyin Lin, doktorant z zespołu Peijsa i Bastiaansena.

Pierwsze próby otrzymania transparentnego HDPE wiązały się z koniecznością dodania określonej substancji, okazało się jednak, że podobny efekt, z przezroczystością na poziomie 90 proc., można też osiągnąć odpowiednio dobierając temperaturę obróbki. Najlepsze własności, zarówno pod względem mechanicznym, jak i optycznym w zakresie światła widzialnego, udało się osiągnąć przy temperaturze obróbki w zakresie od 9 do 110 stopni Celsjusza. Pomiary wykazały, że tak przygotowane szybki mają odporność nawet 10-krotnie wyższą, niż te z PC i PMMA.

W tak wysokiej temperaturze spodziewamy się większej mobilności łańcuchów cząsteczek, co powinno przyczynić się do zmniejszenia liczby defektów i w związku z tym mniejszego rozpraszania światła i większej przejrzystości – mówi prof. Ton Peijs. Wyniki naszych eksperymentów pokazały, że obróbka w przedziale temperatury od 90 do 110 stopni Celsjusza, daje nam odpowiednią równowagę właściwości mechanicznych i optycznych. Spodziewamy się, że te lekkie, tanie, przezroczyste, mocne i sztywne powłoki będą miały wiele zastosowań. 

 

 

Źródło: rmf24, PhysOrg