Ugljična vlakna su Superman među materijalima. Pet puta su jača od čelika i imaju tek dio njegove težine, a koriste se u proizvodnji svega od teniskih reketa do palica za golf, bicikli i lopatica vjetroturbina do putničkih aviona i trkaćih automobila Formule 1.
Postoji samo jedan problem: ugljična vlakna proizvode se iz nafte i drugih skupocjenih sastojaka, zbog čega je krajnji proizvod izuzetno skup. Zato se ugljična vlakna koriste za trkaće automobile ali ne i za, recimo, kombije.
To bi se moglo promijeniti. Znanstvenici kažu da bi uskoro moglo biti moguće proizvesti ugljična vlakna iz biljaka umjesto iz nafte, što bi smanjilo troškove proizvodnje i materijal bi bio dostupniji za širu upotrebu u automobilima, avionima i drugim vozilima.
2016 Chevrolet Corvette Z06 ima aero kit od ugljičnih vlakana. Foto: General Motors
Ugljična vlakna proizvode se iz kemikalije akrilonitril. Trenutno proizvođači proizvode akrilonitril iz nafte, amonijaka, kisika i skupog katalizatora. Proces proizvodi mnogo topline i toksični nusprodukt. I, zato što je akrilonitril proizveden iz nafte, cijena ugljičnih vlakana raste i pada s cijenom nafte.
„Cijene akrilonitrila su svjedočile velikim fluktuacijama u prošlosti, što je zauzvrat dovelo do nižih stopa usvajanja ugljičnih vlakana za proizvodnju automobila i aviona manje težine“, rekao je Gregg Beckham, voditelj skupine pri Nacionalnom laboratoriju za obnovljivu energiju i suautor nedavnog rada koji detaljno opisuje ovo istraživanje. „Ako stabilizirate cijenu akrilonitrila osiguravajući novu sirovinu za proizvodnju akrilonitrila“, rekao je, dodavši, „možda bismo mogli proizvesti ugljična vlakna jeftinije.“
Beckham i tim istraživača iz Nacionalnog laboratorija za obnovljivu energiju razvili su novi proces za proizvodnju akrilonitrila koji koristi biljke, točnije dijelove koje ljudi ne mogu jesti, kao što su kukuruzne stabljike i pšenična slama. Znanstvenici su razbili ove materijale u šećere koji su pretvoreni u kiselinu i kombinirani s jeftinim katalizatorom kako bi se proizveo akrilonitril. Proces nije generirao višak topline ni toksične nusprodukte.
Znanstvenici vjeruju da bi se proces na bazi biljaka mogao povećati u obujmu i koristiti u proizvodnji. Istraživači sada surađuju s nekoliko tvrtki kako bi proizveli velike količine akrilonitrila koji će se pretvoriti u ugljična vlakna i testirati za uporabu u automobilima. Time što su ugljična vlakna jeftinija, znanstvenici mogu pomoći dugoročno uštedjeti novac vlasnicima automobila. Automobili izrađeni od ugljičnih vlakana su lakši od onih izrađenih od čelika. Kao rezultat, oni trebaju manje goriva za pokrivanje iste udaljenosti pa pomažu vozačima uštedjeti na plinu ali i smanjiti utjecaje zagađenja ugljikom koje zagrijava naš planet.
