Blasen zu Milliarden

Wenn der klassische Film der 1960er Jahre Der Absolvent heute neu gemacht wurden, könnte Benjamin statt einem zwei Ratschläge erhalten: mikrozellulare Kunststoffe. Diese Polymermaterialien, die von Blasen mit einem Durchmesser von weniger als 50 Mikrometern durchdrungen sind, sind zäh, leicht und können bemerkenswert dünn hergestellt werden – Eigenschaften, die alle Arten von Anwendungen nahelegen. Jetzt müssen die Leute nur noch herausfinden, welche von ihnen sie zuerst realisieren sollen.

Mikrozellulare Kunststoffe (MCPs) sind die Idee von Nam Suh, dem Leiter der Abteilung für Maschinenbau des MIT, der 1979 das Verfahren zu ihrer Herstellung erfunden hat. Die Idee wurde durch eine Frage ausgelöst, die ein Eastman Kodak-Manager beim Mittagessen stellte, der versuchte, ein Weg für sein Unternehmen, die Menge an Kunststoffen in ihren Produkten zu reduzieren und damit die Herstellungskosten zu senken, ohne auf physikalische Eigenschaften zu verzichten, erinnert sich Suh. Die Einsparungen könnten beträchtlich sein, da geschäumte Kunststoffe unter anderem für Verpackungen, Wärmedämmung, Polsterung und Einweggeschirr weit verbreitet sind. Suh schlug schnell vor, mikroskopisch kleine Blasen in das Polymer einzubringen, um den Materialeinsatz zu reduzieren.

Bekämpfung der Bakterienresistenz

Diese Geschichte war Teil unserer Januar-Ausgabe 1998



  • Siehe den Rest der Ausgabe
  • Abonnieren

Die Idee war einfach, erinnert er sich. Der schwierige Teil war herauszufinden, wie man es macht.

Mit Unterstützung mehrerer MIT-Studenten stieß Suh auf eine Technik, bei der Gas mit flüssigem Kunststoff unter hohem Druck gemischt und dann plötzlich der Druck gesenkt wurde, um Blasen (auch Hohlräume oder Zellen genannt) zu bilden, die gleichmäßig im gesamten Material verteilt sind. Suhs Ansatz erzeugte viel kleinere, dichter gepackte Blasen als das herkömmliche Verfahren der Zugabe von Fremdpartikeln zu den Polymerschmelzpartikeln, die Diskontinuitäten im Polymer erzeugen, die wiederum zu Hohlräumen führen. Die Anzahl der Hohlräume, die Sie auf diese Weise herstellen können, ist dadurch begrenzt, dass Sie nicht zu viele Verunreinigungen hinzufügen können, ohne das ursprüngliche Material zu zerstören, erklärt Suh. Außerdem haben die Hohlräume in herkömmlichen geschäumten Kunststoffen typischerweise einen Durchmesser von mindestens 200 Mikrometer.

Suh ließ sein Verfahren 1984 patentieren, unterbrach jedoch die Arbeit an MCPs bis 1988, als er nach vier Jahren als stellvertretender Direktor der National Science Foundation an das MIT zurückkehrte.

Suh argumentiert, dass Hersteller vieler, wenn nicht sogar der meisten Kunststoffprodukte durch den Einsatz von MCPs Material und Geld sparen könnten. Da die winzigen Hohlräume so dicht gepackt sind (in der Größenordnung von 10 Milliarden Zellen pro Kubikzentimeter), verbrauchen MCPs weit weniger Material als herkömmliche Schaumstoffe. Einfach ausgedrückt enthalten sie einen größeren Anteil an Leerräumen. Je nach Anwendung können wir die Materialkosten um 10 bis 95 Prozent senken, so Suh. Und durch den insgesamt geringeren Materialeinsatz wird weniger Energie für die Herstellung benötigt und es fallen weniger Abfälle an, die später entsorgt oder recycelt werden müssen. Darüber hinaus sind MCPs besser als herkömmliche Kunststoffe in der Lage, Bruch, Bruch, Ermüdung und Kälte zu widerstehen, so Matt Pallaver, Executive Vice President von Trexel, Inc., einem Unternehmen, das 1994 gegründet wurde, um kommerzielle Anwendungen für die neuen Materialien zu entwickeln. (Trexel ist der Nachfolger von Axiomatics, einem 1983 von Suh gegründeten Unternehmen zur Herstellung von Instrumenten für die kunststoffverarbeitende Industrie.)

Ein großer Bereich für uns ist die Entwicklung neuer dünner Produkte – papierdünne Kunststoffschäume, sagt er. Diese könnten beispielsweise als Beschichtungen für Datenkommunikationsleitungen verwendet werden. Herkömmliche Schäume können dafür nicht verwendet werden, da die Zellen selbst größer sind als das, was Sie herstellen möchten, erklärt er.

Trexel arbeitet nun mit großen Kunststoffherstellern zusammen, um mindestens 18 verschiedene Anwendungen für das Material zu entwickeln. Trexel-Vertreter können die Details dieser Projekte aus proprietären Gründen nicht besprechen, sagen jedoch, dass die von ihnen untersuchten Anwendungen Automobilteile, Rohre, isolierte Gehäuse für Kabel und Drähte, Baumaterialien, Behälter (wie Flaschen und Dosen) und-at die unteren Einwegteller und -becher. Wir versuchen immer noch, neue Anwendungen zu finden, sagt Pallaver.

neue technologie von 2015

Da jeden Tag neue Anwendungen für Kunststoffe entdeckt werden, fügt Chul Park, Maschinenbauingenieur an der University of Toronto, der mit Suh am MIT zusammengearbeitet hat, hinzu, dass MCPs mehr Marktpotenzial haben, als sich die Leute vorstellen können.

verbergen

Tatsächliche Technologien

Kategorie

Unkategorisiert

Technologie

Biotechnologie

Technologierichtlinie

Klimawandel

Mensch Und Technik

Silicon Valley

Computer

Mit News Magazine

Künstliche Intelligenz

Platz

Intelligente Städte

Blockchain

Reportage

Alumni-Profil

Alumni-Verbindung

Mit News Feature

1865

Meine Sicht

77 Mass Avenue

Treffen Sie Den Autor

Profile In Großzügigkeit

Auf Dem Campus Gesehen

Lerne Den Autor Kennen

Alumni-Briefe

Nicht Kategorisiert

77 Massenallee

Rechnen

Tech-Richtlinie

Lernen Sie Den Autor Kennen

Nachrichten

Wahl 2020

Mit Index

Unter Der Kuppel

Feuerwehrschlauch

Unendliche Geschichten

Pandemie-Technologieprojekt

Vom Präsidenten

Titelstory

Fotogallerie

Empfohlen