ทีมงานที่นำโดยศาสตราจารย์ Wang Huaiyuan จากคณะวิศวกรรมศาสตร์เคมีที่มหาวิทยาลัยเทียนจินประสบความสำเร็จในการพัฒนาอีพอกซีเรซินใหม่ที่ผสมผสานการต้านทานต่ออุณหภูมิสูง- ความแข็งแกร่งและความเหนียวสูง และการรีไซเคิลได้ผ่านการออกแบบโครงสร้างโมเลกุลที่เป็นนวัตกรรมใหม่ ซึ่งทำลาย-ประสิทธิภาพการทำงานที่ยืนหยัดมายาวนาน ""ภาวะที่กลืนไม่เข้าคายไม่ออกของกระดานหก" ที่รบกวนอุตสาหกรรม ผลการวิจัยที่เกี่ยวข้องได้รับการตีพิมพ์เมื่อเร็วๆ นี้ในวารสารนานาชาติ *Advanced Materials* เนื่องจากคุณสมบัติการยึดเกาะที่ดีเยี่ยม ความแข็งแรงเชิงกล และความทนทานต่อการกัดกร่อนของสารเคมี อีพอกซีเรซินจึงถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในด้านกลยุทธ์ เช่น พลังงานใหม่และบรรจุภัณฑ์อิเล็กทรอนิกส์ เป็นวัสดุหลักที่ขาดไม่ได้ในการผลิตระดับไฮเอนด์สมัยใหม่- ซึ่งมักเรียกกันว่า "โครงกระดูกที่มองไม่เห็น" ของอุตสาหกรรมสมัยใหม่ โดยมีขนาดตลาดทั่วโลกเกินกว่า 13 พันล้านดอลลาร์ ในประเทศของฉัน อีพอกซีเรซินยังเป็นวัสดุพื้นฐานที่สำคัญสำหรับการผลิตใบกังหันลม อย่างไรก็ตาม เนื่องจากอุปกรณ์พลังงานลมค่อยๆ เข้าสู่ช่วงการเลิกใช้งาน ขยะวัสดุคอมโพสิตอีพอกซีเรซินประมาณ 5,800 ตันจะถูกสร้างขึ้นทุกปี โดยปัจจุบันส่วนใหญ่ต้องอาศัยการฝังกลบหรือการเผาในการกำจัด ซึ่งไม่เพียงก่อให้เกิดการสิ้นเปลืองทรัพยากรเท่านั้น แต่ยังรวมถึงแรงกดดันด้านสิ่งแวดล้อมด้วย ความท้าทายหลักในการรีไซเคิลอีพอกซีเรซินอยู่ที่ประสิทธิภาพ "ภาวะที่กลืนไม่เข้าคายไม่ออกของกระดานหก" หลังจากบ่มแล้ว อีพอกซีเรซินแบบดั้งเดิมจะก่อตัวเป็นโครงสร้างเครือข่ายสามมิติ- คล้ายกับ "อวนจับปลาที่ไม่มีวันแตกหัก" การบรรลุความสมดุลระหว่างความแข็งแรงสูง ทนความร้อนสูง ความเหนียว และความสามารถในการแปรรูปถือเป็นเรื่องท้าทายเสมอ-การชุบแข็งต้องเสียสละความต้านทานความร้อน ในขณะที่การปรับปรุงการต้านทานความร้อนจะนำไปสู่ความเปราะบาง สิ่งนี้ไม่เพียงจำกัดการใช้งานในสภาพแวดล้อมที่รุนแรง แต่ยังกลายเป็นคอขวดหลักสำหรับการผลิตในประเทศและการดูแลสิ่งแวดล้อมของ-อีพอกซีเรซินระดับไฮเอนด์ ทีมงานของศาสตราจารย์ Wang Huaiyuan เริ่มต้นจากแหล่งการออกแบบโมเลกุล โดยฝัง "คู่กรด-เบสไอออน" ที่ผันกลับได้ลงในเครือข่ายที่เข้มงวดของอีพอกซีเรซินแบบดั้งเดิม คู่ไอออนเหล่านี้มีบทบาทสองประการในวัสดุ: เป็นทั้ง "ตัวดูดซับแรงกระแทกขนาดเล็ก" ที่ดูดซับพลังงานกระแทก และ "ตัวเร่งปฏิกิริยาอัจฉริยะ" ที่เริ่มต้นการรวมตัวของพันธะที่อุณหภูมิสูง การออกแบบนี้ช่วยให้วัสดุใหม่สามารถรักษาความแข็งแรงสูงเป็นพิเศษ- (78 MPa) และทนความร้อน (อุณหภูมิการเปลี่ยนสถานะคล้ายแก้วมากกว่า 245 องศาเซลเซียส) ขณะเดียวกันก็มีความเหนียวแตกหักที่ 8.2 เมกะจูลต่อลูกบาศก์เมตร เมื่อเปรียบเทียบกับวัสดุอีพอกซีเรซินระดับไฮเอนด์-ที่มีจำหน่ายในท้องตลาด วัสดุใหม่นี้ต้านทานความร้อนได้ดีขึ้นประมาณ 15% ในขณะที่ความเหนียวแตกหักก็เพิ่มขึ้นเกือบสามเท่า ในขณะที่ยังคงรักษาคุณสมบัติที่ยอดเยี่ยมเหล่านี้ไว้ วัสดุใหม่ยังมี-ความสามารถในการซ่อมแซมตัวเองและความสามารถในการรีไซเคิลซึ่งขาดอีพอกซีเรซินแบบดั้งเดิม "เป็นครั้งแรกที่เราได้รับรูปร่างที่ตั้งโปรแกรมได้และการย่อยสลายทางเคมีในอีพอกซีเรซินแบบเทอร์โมเซตติงประสิทธิภาพสูง-เช่นนี้" Wang Huaiyuan กล่าว "การทดลองแสดงให้เห็นว่าวัสดุนี้สามารถนำไปแปรรูปใหม่และรีไซเคิลทางกายภาพได้หลายครั้ง โดยประสิทธิภาพจะลดลงไม่เกิน 10%" ซึ่งทำลายข้อจำกัดของอีพอกซีเรซินแบบเดิมที่ "จะยึดติดอย่างถาวรหลังจากการบ่มหนึ่งครั้ง-" ด้วยคุณสมบัติเฉพาะตัว ทีมงานจึงประสบความสำเร็จในการเตรียมสารเคลือบคอมโพสิตที่มีการนำความร้อนสูงแบบซุปเปอร์ไฮโดรโฟบิก-โดยมีมุมสัมผัสน้ำเกือบ 150 องศา{-ผ่านกระบวนการอัดร้อน-แบบง่ายๆ การเติมสารตัวเติมโบรอนไนไตรด์ช่วยปรับปรุงการนำความร้อนได้อย่างมาก โดยจัดการกับความท้าทายในการกระจายความร้อนของสถานีฐาน 5G และชิปประสิทธิภาพสูง- และให้การสนับสนุนการอัปเกรดอุตสาหกรรมวัสดุคุณภาพสูง-ภายใต้เป้าหมาย "คาร์บอนคู่" ในอนาคต ในภาคพลังงานลม ความสามารถในการรีไซเคิลคาดว่าจะช่วยแก้ปัญหาการกำจัดใบมีดที่เลิกใช้แล้ว ในภาคยานยนต์พลังงานใหม่ ความแข็งแกร่ง ความทนทาน และ-ข้อได้เปรียบในการต้านทานอุณหภูมิสูงสูงสามารถช่วยอัพเกรดอุปกรณ์ให้มีน้ำหนักเบา ขณะเดียวกันก็ให้โอกาสในวงกว้างสำหรับการทดแทน-อีพอกซีเรซินคุณภาพสูงในประเทศ
