Beberapa hari lalu, profesor Universitas Washington, Aniruddh Vashisth, menerbitkan sebuah makalah di jurnal internasional terkemuka Carbon, yang mengklaim bahwa ia telah berhasil mengembangkan jenis material komposit serat karbon baru. Tidak seperti CFRP tradisional, yang tidak dapat diperbaiki setelah rusak, material baru ini dapat diperbaiki berulang kali.
Sembari mempertahankan sifat mekanik material tradisional, CFRP baru ini menambahkan keunggulan baru, yaitu dapat diperbaiki berulang kali di bawah pengaruh panas. Panas dapat memperbaiki kerusakan akibat kelelahan pada material, dan juga dapat digunakan untuk menguraikan material ketika perlu didaur ulang di akhir siklus pemakaian. Karena CFRP tradisional tidak dapat didaur ulang, penting untuk mengembangkan material baru yang dapat didaur ulang atau diperbaiki menggunakan energi termal atau pemanasan frekuensi radio.
Profesor Vashisth mengatakan bahwa sumber panas dapat menunda proses penuaan CFRP baru secara tak terbatas. Lebih tepatnya, material ini seharusnya disebut Vitrimer yang Diperkuat Serat Karbon (vCFRP, Carbon Fiber Reinforced Vitrimers). Polimer kaca (Vitrimer) adalah jenis material polimer baru yang menggabungkan keunggulan plastik termoplastik dan termosetting yang ditemukan oleh ilmuwan Prancis Profesor Ludwik Leibler pada tahun 2011. Material Vitrimer menggunakan mekanisme pertukaran ikatan dinamis, yang dapat melakukan pertukaran ikatan kimia reversibel secara dinamis ketika dipanaskan, dan pada saat yang sama mempertahankan struktur ikatan silang secara keseluruhan, sehingga polimer termosetting dapat memperbaiki diri sendiri dan diproses ulang seperti polimer termoplastik.
Sebaliknya, yang biasa disebut sebagai material komposit serat karbon adalah material komposit matriks resin yang diperkuat serat karbon (CFRP), yang dapat dibagi menjadi dua jenis: termoset atau termoplastik sesuai dengan struktur resin yang berbeda. Material komposit termoset biasanya mengandung resin epoksi, yang ikatan kimianya dapat secara permanen mengkonsolidasikan material menjadi satu kesatuan. Komposit termoplastik mengandung resin termoplastik yang relatif lunak yang dapat dilelehkan dan diproses ulang, tetapi hal ini pasti akan memengaruhi kekuatan dan kekakuan material.
Ikatan kimia dalam vCFRP dapat dihubungkan, diputus, dan dihubungkan kembali untuk mendapatkan "titik tengah" antara material termoset dan termoplastik. Para peneliti proyek percaya bahwa Vitrimer dapat menjadi pengganti resin termoset dan menghindari penumpukan komposit termoset di tempat pembuangan sampah. Para peneliti percaya bahwa vCFRP akan menjadi pergeseran besar dari material tradisional ke material dinamis, dan akan memiliki serangkaian dampak dalam hal biaya siklus hidup penuh, keandalan, keamanan, dan pemeliharaan.
Saat ini, bilah turbin angin merupakan salah satu bidang di mana penggunaan CFRP sangat besar, dan pemulihan bilah selalu menjadi masalah di bidang ini. Setelah masa pakainya berakhir, ribuan bilah yang sudah tidak terpakai dibuang ke tempat pembuangan sampah, yang menyebabkan dampak besar terhadap lingkungan.
Jika vCFRP dapat digunakan untuk pembuatan bilah, maka material ini dapat didaur ulang dan digunakan kembali dengan pemanasan sederhana. Bahkan jika bilah yang telah diolah tidak dapat diperbaiki dan digunakan kembali, setidaknya dapat diuraikan dengan panas. Material baru ini mengubah siklus hidup linier komposit termoset menjadi siklus hidup siklik, yang akan menjadi langkah besar menuju pembangunan berkelanjutan.
Jika vCFRP dapat digunakan untuk pembuatan bilah, maka material ini dapat didaur ulang dan digunakan kembali dengan pemanasan sederhana. Bahkan jika bilah yang telah diolah tidak dapat diperbaiki dan digunakan kembali, setidaknya dapat diuraikan dengan panas. Material baru ini mengubah siklus hidup linier komposit termoset menjadi siklus hidup siklik, yang akan menjadi langkah besar menuju pembangunan berkelanjutan.
Waktu posting: 09-Nov-2021
