Stegbauer博士领导的团队开发了一种更具可持续性的替代方案。这种完全基于生物的复合材料由亚麻纤维和生物聚合物壳聚糖制成。该研究发表在《复合材料科学与技术》杂志上。

顾名思义，复合材料由至少两种起始材料组成，其组合方式使最终产品具有某些特性(例如，既轻又坚固)。许多传统复合材料含有化石基聚合物。回收此类复合材料既复杂又耗能——如果可能的话——并且会降低材料的性能。这就是为什么大多数复合材料在使用后最终进入垃圾填埋场或焚烧厂，从而导致额外的CO2排放。

可再生成分

为了能够提供更环保的产品，复合材料行业需要化石材料的替代品。面临的挑战是在经济生产、优异的材料特性和可持续性之间找到适当的平衡。由可生物降解、无毒和可再生的天然成分制成的生物复合材料——因此具有低碳足迹——提供了一种可能的解决方案。

这种材料现已由界面过程工程与等离子体技术研究所(IGVP)、飞机工程研究所(IFB)和计算机体系结构与计算机工程研究所(ITI)的研究人员开发。该团队已成功生产出壳聚糖-亚麻生物复合材料。这些材料由充当增强元素的亚麻纤维和源自几丁质并将亚麻纤维结合在一起的生物聚合物壳聚糖组成。

“我们进行了广泛的研究来测试和优化制造过程，以实现与化石基复合材料一致的机械性能，”LinusStegbauer博士解释说，他与IFB的StefanCarosella博士一起发起了这项研究。

除其他外，研究人员发现聚合物链长度较短的壳聚糖最适合浸渍亚麻纤维。这使复合材料的孔隙率最小化。壳聚糖-亚麻复合材料不仅可自然降解且完全由CO2中性原材料制成，而且在密度方面具有更高的刚度，因此比含环氧树脂的复合材料具有更大的轻质结构潜力。

“这使我们的生物基材料具有竞争优势。例如，在降低制造中的燃料消耗方面，”Stegbauer说。根据这项研究，壳聚糖-亚麻复合材料还可以替代建筑、运动器材和货箱中的传统材料。