Bobler af milliarder

Hvis den klassiske 1960'er film Kandidaten blev lavet om i dag, får Benjamin måske to råd i stedet for ét: mikrocellulært plast. Disse polymermaterialer, gennemsyret af bobler mindre end 50 mikrometer i diameter, er seje, lette og kan laves bemærkelsesværdigt tynde funktioner, der foreslår alle mulige anvendelser. Nu skal folk bare finde ud af, hvem af dem de skal indse først.

Mikrocellulært plast (MCP'er) er udtænkt af Nam Suh, leder af MIT's Mechanical Engineering Department, som opfandt processen til fremstilling af dem i 1979. Idéen blev udløst af et spørgsmål stillet under frokosten af ​​en Eastman Kodak-direktør, der forsøgte at udtænke en måde for hans virksomhed at reducere mængden af ​​plastik, der bruges i deres produkter, og dermed reducere produktionsomkostningerne uden at ofre fysiske egenskaber, husker Suh. Besparelserne kan være betydelige, da skumplast blandt andet bruges til emballering, varmeisolering, polstring og engangsopvask. Suh foreslog hurtigt at indføre mikroskopiske bobler i polymeren for at skære ned på mængden af ​​brugt materiale.

Denne historie var en del af vores januar 1998-udgave

• Se resten af ​​problemet
• Abonner

Det var nemt at komme på idéen, husker han. Det svære var at finde ud af, hvordan det skulle laves.

Assisteret af flere MIT-studerende ramte Suh på en teknik, der involverede at blande gas med flydende plastik under højt tryk og derefter pludselig sænke trykket for at danne bobler (også kaldet hulrum eller celler), der er fordelt ensartet i hele materialet. Suhs tilgang skabte meget mindre, tættere pakkede bobler end den konventionelle metode til at tilføje urenhedspartikler til polymersmeltepartiklerne, der skaber diskontinuiteter i polymeren, som igen giver anledning til hulrum. Antallet af tomrum, man kan lave på den måde, er begrænset af, at man ikke kan tilføje for mange urenheder uden at ødelægge det originale materiale, forklarer Suh. Ydermere er hulrummene i konventionel opskummet plast typisk mindst 200 mikrometer i diameter.

Suh patenterede sin proces i 1984, men suspenderede arbejdet med MCP'er indtil 1988, hvor han vendte tilbage til MIT efter at have tjent i fire år som assisterende direktør ved National Science Foundation.

Suh hævder, at producenter af mange, hvis ikke de fleste, plastikprodukter kunne spare materialer og penge ved at bruge MCP'er. Fordi de små hulrum er så tæt pakket (i størrelsesordenen 10 milliarder celler pr. kubikcentimeter), bruger MCP'er langt mindre materiale end konventionel skumplast. Kort sagt indeholder de en større andel af tomme pladser. Vi kan reducere materialeomkostningerne med 10 til 95 procent, afhængigt af applikationen, bemærker Suh. Og ved at bruge mindre materiale generelt, er der behov for mindre energi til fremstilling, og der vil være mindre affald, der skal bortskaffes eller genbruges senere. Derudover er MCP'er bedre i stand til end konventionel plast at modstå brud, splintring, træthed og kolde temperaturer, ifølge Matt Pallaver, executive vice president for Trexel, Inc., et firma dannet i 1994 for at udvikle kommercielle anvendelser for de nye materialer. (Trexel er efterfølgeren til Axiomatics, et firma grundlagt af Suh i 1983 for at fremstille instrumentering til plastforarbejdningsindustrien.)

Et stort område for os er at udvikle nye tynde produkter - skumplast, der er tyndt som papir, siger han. Disse kunne for eksempel bruges som belægninger til datakommunikationsledninger. Du kan ikke bruge konventionelt skum til dette, fordi selve cellerne er større end den ting, du forsøger at lave, forklarer han.

Trexel arbejder nu sammen med store plastproducenter om at udvikle mindst 18 forskellige applikationer til materialet. Trexel-repræsentanter er af proprietære årsager ikke i stand til at diskutere detaljerne i disse projekter, men siger, at de applikationer, de udforsker, omfatter autodele, rør, isoleret hus til kabler og ledninger, byggematerialer, beholdere (såsom flasker og dåser) og de lave engangstallerkener og -kopper. Vi forsøger stadig at finde ud af nye applikationer, siger Pallaver.

Med nye anvendelser for plast, der opdages hver dag, tilføjer Chul Park, en maskiningeniør ved University of Toronto, som arbejdede med Suh på MIT, MCP'er har mere markedspotentiale, end folk kan forestille sig.

skjule