Zaloguj się, aby obserwować tę zawartość
Obserwujący
0
Fotoniczne włókno wszyte w ubranie może zwiększyć odsetek odpadów poddawanych recyklingowi
dodany przez
KopalniaWiedzy.pl, w Technologia
-
Podobna zawartość
-
przez KopalniaWiedzy.pl
Tworzywa sztuczne to jedno z największych zagrożeń dla środowiska naturalnego. Tymczasem recykling plastiku to wielka porażka. Ludzkość poddaje recyklingowi jedynie 9% wytwarzanego przez siebie plastiku. Jakby tego było mało, autorzy najnowszych badań informują, że techniki wykorzystywane w przetwórstwie tworzyw sztucznych... zwiększają zanieczyszczenie środowiska mikroplastikiem. Do takich wniosków doszli naukowcy z University of Strathclyde w Szkocji i Dalhousie University w Kanadzie, którzy badali wodę wykorzystywaną do czyszczenia plastiku w zakładach przetwórstwa.
Globalna produkcja plastiku szybko rośnie. Tylko w latach 2018–2020 zwiększyła się ona z 359 do 367 milionów ton rocznie. Miliony ludzi na całym świecie segregują plastik we własnych domach. W znacznej części i tak trafia on jednak na wysypisko. A teraz dowiadujemy się, że ta niewielka część, która poddawana jest recyklingowi, sprawia jeszcze większe problemy. Wynikają one z tego, że plastik przed recyklingiem należy wymyć. Później tworzywo jest mielone i przetapiane na pelet.
Szkocko-kanadyjski zespół naukowy przyjrzał się procesowi recyklingu plastiku w supernowoczesnym zakładzie przetwórstwa w Wielkiej Brytanii, który co roku przyjmuje 22 680 ton zmieszanych odpadów z tworzyw sztucznych. Plastikowe odpady są myte w zakładzie czterokrotnie. Uczeni przyjrzeli się więc wodzie po każdym z tych cykli mycia, badając, ile pozostaje w niej mikroplastiku.
Okazało się, że mikroplastik obecny był w wodzie po każdym cyklu mycia. W badanym zakładzie, przez pewien czas po rozpoczęciu pracy, nie było systemu filtrowania wody spuszczanej do kanalizacji ściekowej. Dlatego też naukowcy mogli zbadać efektywność systemu filtrującego oraz dać nam wyobrażenie, jak bardzo zanieczyszczają środowisko zakłady wyposażone w w filtry oraz ich nie posiadające.
Okazało się, że filtry o około 50% zmniejszały zawartość mikroplastiku w wodzie. Mimo to z szacunków wynika, że nawet po pełnym cyklu filtrowania do środowiska może trafiać tylko z tego badanego zakładu od 4 do 1366 ton mikroplastiku rocznie, a zatem do 5% przetwarzanej masy. Co gorsza, filtry dość skutecznie wyłapują większe kawałki mikroplastiku, słabo zaś radzą sobie z tymi najmniejszymi. A to one z największą łatwością przenikają w głąb organizmów żywych.
Mikroplastik wykryto już w ludzkich jelitach, krwi, naczyniach krwionośnych, płucach, łożysku i mleku matki. Znaleziono go w każdej tkance ludzkiego organizmu, w jakiej go poszukiwano. Nie znamy zagrożeń, jakie dla człowieka niesie zanieczyszczenie organizmu plastikiem. Nie jest on jednak obojętny. Ostatnio naukowcy opisali nową jednostkę chorobową u ptaków – plastikozę. Nie ma więc gwarancji, że i u ludzi mikroplastik nie wywołuje chorób.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Na Politechnice Gdańskiej prowadzony jest projekt badawczy dotyczący postępowania ze zużytymi łopatami turbin wiatrowych. Obecnie większość z nich trafia na składowiska, ale naukowcy z Gdańska mają nadzieję, że uda się je ponownie wykorzystać. To cenny materiał, jednak fakt, że jest to polimerowy kompozyt, znakomicie utrudnia jego ponowne wykorzystanie.
Są to głównie struktury warstwowe, składające się z tkanin szklanych i węglowych oraz żywicy. Dzięki dużej zawartości włókien mają bardzo wysoki stosunek wytrzymałości do masy oraz znakomitą nośność i trwałość, ale te cechy równocześnie sprawiają, że są trudne do utylizacji, mówi profesor Magdalena Rucka z Katedry Wytrzymałości Materiałów. Nawet tam, gdzie łopaty są poddawane recyklingowi, odbywa się to metodami bardzo energochłonnymi i nieprzyjaznymi dla środowiska. W naszym projekcie chcemy zaproponować kompleksowe podejście do recyklingu łopat o możliwie niskiej energochłonności w stosunku do obecnie stosowanych metod, które wykorzysta dużą nośność łopaty i w efekcie przyczyni się do zmniejszenia bieżących problemów w budownictwie, w tym związanych ograniczoną dostępnością niektórych materiałów, dodaje profesor Rucka.
Projekt składa się z trzech części. Pierwsza z nich, za którą odpowiada doktor Monika Zielińska, to projekt architektoniczny na wykorzystanie łopaty w elementach małej architektury, w tym w wiacie na rowery. W ramach drugiej, prowadzonej przez doktora Mikołaja Miśkiewicza, naukowcy sprawdzą, czy fragmenty łopat mogą być wykorzystane jako elementy nośne. Na początek ocenimy stan pozyskanych łopat po zakończonej eksploatacji na farmach wiatrowych. Jeżeli do zastosowań konstrukcyjnych będzie można wykorzystać całość lub większą część łopaty, uwzględniając ewentualne zniszczenia i rozwarstwienia materiału, to będziemy mogli wykonywać elementy konstrukcyjne oraz elementy małej architektury, stwierdza uczony. Większe fragmenty mogłyby zostać wykorzystane np. jako zadaszenia, ogrodzenia czy ścianki do wspinaczki.
Za trzecią część odpowiada doktor Marzena Kurpińska. Będzie ona polegała na ocenie przydatności zmielonych łopat jako zamiennika kruszywa do mieszkanki betonowej. Naukowcy szacują, że łopaty mogłyby zastąpić nawet 40% naturalnego kruszywa. Wydobycie kruszyw naturalnych oraz metoda ich uszlachetniania przez płukanie i kruszenie w taki sposób, aby nadawały się do produkcji betonu wymaga dużych nakładów energii. Ponadto w części regionów występują problemy z dostępnością niektórych frakcji kruszywa. Widzimy możliwość, aby część kruszywa zastępować tym z recyklingu łopat. Wstępne badania, które przeprowadziliśmy są obiecujące, stwierdza doktor Kurpińska.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Zużyte łopaty turbin wiatrowych stanowią coraz poważniejszy problem ekologiczny. Obecnie są składowane na wysypiskach, a ich liczba szybko rośnie. A co, gdyby można było je... zjeść? Podczas odbywającego się właśnie spotkania Amerykańskiego Towarzystwa Chemicznego naukowcy z Michigan State University (MSU) zaprezentowali nowy materiał na łopaty, które po zużyciu można by przerobić na nowe łopaty lub zamienić w szereg innych produktów, w tym w żelki spożywcze.
Piękno naszego wynalazku polega na tym, że po zakończeniu cyklu życia łopaty, materiał, z którego została wykonana można rozpuścić na części składowe i użyć znowu. I tak bez końca, mówi doktor John Dorgan, jeden z twórców nowego materiału.
Łopaty turbin są wykonywane z włókna szklanego. Niektóre firmy opracowały co prawda technologię przerabiania włókna na mniej wartościowy materiał, ale większość łopat kończy na składowiskach. A z tym jest coraz większy problem. Jako, że turbiny są tym bardziej efektywne, im są większe, produkuje się je coraz większe. Co gorsza wiele firm wymienia łopaty na długo przed przewidywanym czasem ich eksploatacji, by zamontować większą turbinę.
Dogan i jego koledzy stworzyli materiał na łopaty składający się z włókna szklanego oraz syntetycznego i naturalnego polimeru z roślin. Powstała w ten sposób żywica na tyle wytrzymała, że można ją wykorzystywać w turbinach czy przemyśle motoryzacyjnym. Następnie materiał taki został rozpuszczony do świeżego monomeru, usunięto z niego mechanicznie włókno szklane, a z monomeru wykonano nowy materiał o – co niezwykle ważne – identycznych właściwościach jak materiał oryginalny.
Co interesujące, nowy materiał może znaleźć wiele innych zastosowań, w zależności od domieszek. Naukowcy stworzyli jego wersję, która nadaje się do wykonania blatów kuchennych i kranów. Można go też kruszyć i wykorzystywać w technologii formowania wtryskowego.
Bardzo interesującą cechą nowego materiału jest też możliwość przetworzenia go na produkt o wyższe wartości. Za pomocą odpowiednich technik materiał ze zużytych łopat turbin można przerobić na szkło akrylowe (PMMA), z którego powstaną szyby czy reflektory samochowowe, a z kolei PMMA można przerabiać na superchłonny polimer wykorzystywany w pieluszkach. Możliwe jest też uzyskanie mleczanu potasu, który po oczyszczeniu zostanie wykorzystany w żelkach czy napojach. Uzyskaliśmy z naszego materiału mleczan potasu jakości spożywczej. Taki sam, jaki jest używany w moich ulubionych żelkach, mówi Dorgan.
Naukowcy z Michigan chcą teraz wyprodukować łopaty do turbin średniej wielkości, by przeprowadzić testy polowe. Zauważają, że obecnie na rynku brak jest odpowiedniej ilości bioplastiku, by zaspokoić ew. zapotrzebowanie na nowe turbiny. Na początku ich produkcja musiałaby być dość ograniczona z tego powodu, mówi Dorgan.
Uczony zauważa, że nie powinniśmy mieć oporów przed jedzenie słodyczy, które kiedyś były turbiną wiatrową. Atom węgla pochodzący z rośliny jest takim samym atomem węgla jak ten pochodzący z paliw kopalnych. To część globalnego obiegu węgla. My wykazaliśmy, że możemy z biomasy stworzyć wytrzymałe tworzywo sztuczne, a następnie zamienić je na pożywienie, stwierdza uczony.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Litowo-jonowe akumulatory wykorzystywane w samochodach elektrycznych to poważny problem środowiskowy i wizerunkowy. Ich recykling z pewnością poprawiłby zarówno wizerunek, jak i obciążenie dla środowiska. O ile jednak zaczyna rozwijać się cały przemysł recyklingu akumulatorów, to bardzo trudno jest namówić producentów samochodów, by chcieli korzystać z materiałów pochodzących z recyklingu.
Ludzie uważają, że materiał z recyklingu nie jest równie dobry, jak oryginalny. Producenci akumulatorów mają wątpliwości odnośnie wykorzystywania odzyskiwanych materiałów, mówi profesor Yan Wang z Worcester Polytechnic Institute. Tymczasem badania przeprowadzone przez Wanga we współpracy ze specjalistami z US Advanced Battery Consortium (USABC) i firmy A123 Systems wykazały, że takie obawy są bezpodstawne. Katody z recyklingu są równie dobre, a nawet lepsze niż katody wykonane z dziewiczych materiałów.
Specjaliści przeanalizowali akumulatory z pochodzącymi z recyklingu katodami NMC111. To najpowszechniej występujący typ katod, zbudowanych z manganu, kobaltu i niklu. Recykling wykonano za pomocą technologii opracowanej przez Wanga, którą uczony próbuje obecnie skomercjalizować.
Okazało się, że katoda z materiału po recyklingu posiada więcej mikroskopijnych porów niż z dziewiczego materiału. W efekcie akumulatory z taką katodą mają podobną gęstość energetyczną, ale mogą pracować o 53% dłużej.
Testów nie prowadzono co prawda w samochodach, ale na przemysłowych stanowiskach testowych. Na ich potrzeby wykonano odpowiadające standardom przemysłowym ogniwa o pojemności 11 Ah. Za testy odpowiedzialni byli inżynierowie z A123 Systems, a przeprowadzano je według standardów USABC dla hybryd plug-in. Wykazały one, że katody z recyklingu świetnie się sprawują. A to katody, jak mówi Wang, są najcenniejszym elementem akumulatorów. Dlatego też uczony zainteresował się właśnie ich odzyskiwaniem, gdyż to one mogą przynieść firmom zajmującym się recyklingiem największe zyski, a tym samym stać się impulsem do powszechniejszego recyklingu akumulatorów samochodowych.
Założona przez Wanga firma Battery Resources planuje otwarcie pierwszego zakładu, który 2 2022 roku przetworzy 10 000 ton akumulatorów. Wangowi udało się też zdobyć finansowanie w wysokości 70 milionów USD, za które chce wybudowac dwa kolejne zakłady, tym razem na terenie Europy. Mają one powstać do końca przyszłego roku.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Nowe „robotyczne” włókno ułatwi sportowcom trening odpowiedniego oddechu, a osobom po zabiegach chirurgicznych może pomóc w poradzeniu sobie ze zmianami w sposobie oddychania. Włókno, stworzone przez naukowców z USA i Szwecji, czuje na ile zostało rozciągnięte lub ściśnięte natychmiast reaguje, generując nacisk, rozciągając się lub wibrując.
Wielowarstwowe włókno zawiera wewnątrz kanał z cieczą. System kontroluje geometrię włókna sterując przepływem cieczy, jak sprężone powietrze czy woda, przez co tkanina z takich włókien zachowuje się jak mięsień. Jest ona również wyposażona w elastyczne czujniki, pozwalające określić, jak bardzo została rozciągnięta. Tkanina złożona z takich włókien jest na tyle cienka i elastyczna, że być zszywana czy tkana na standardowych maszynach. OmniFiber to dzieło naukowców z MIT oraz szwedzkiego KTH (Kungliga Tekniska högskolan – Królewski Instytut Technologiczny).
Nowe włókno wykonane zostało z tanich materiałów, którym łatwo jest nadawać różny kształt. Jako, że jego zewnętrza warstwa została wykonana z tworzywa przypominającego poliester, może mieć ono długotrwały kontakt ze skórą. A jego szybki czas odpowiedzi na bodziec, siła i różnorodność reakcji powodują, że otrzymujemy szybką wyraźną odpowiedź na nasze działania.
Doktorantka Ozgun Kilic Afsar, jedna z twórczyń włókna mówi, że dotychczas stosowane rozwiązania mają sporo wad. Część z nich jest aktywowana termicznie i przy kontakcie ze skórą mogą się przegrzewać, inne są mało wydajne energetycznie lub wymagają długiego treningu. Często też ich czasy reakcji są bardzo powolne, co poważnie ogranicza ich możliwość użycia.
Naukowcy przetestowali swój wynalazek szyjąc rodzaj bielizny, którą śpiewacy mogliby nosić, by monitorować i odtwarzać ruch swoich mięśni oddechowych. Włókno reagowało też na ruchy ich mięśni tak, by przybierali odpowiednią postawę i odpowiednio oddychali w czasie śpiewania. Nic zresztą dziwnego, że twórcy włókna pomyśleli o takich zastosowaniach. Matka Afsar jest śpiewaczką operową. Dlatego też podczas prac nad włóknem naukowcy współpracowali ze śpiewaczką Kelsey Cotton.
Cotton miała na sobie bieliznę wykonaną z nowych włókien i rejestrowali dane pochodzące ze znajdujących się w niej czujników. Następnie dane te były automatycznie przekładane na odpowiednią odpowiedź zwrotną bielizny. W końcu osiągnęliśmy oczekiwany przez nas poziom czułości i reakcji. Dzięki temu będziemy mogli np. rejestrować i zapisywać to, co dzieje się z ciałem doświadczonego śpiewaka, a następnie wspomóc w ten sposób kogoś, kto się dopiero uczy. Nie tylko możemy więc zbierać dane os eksperta, ale dotykowo przekazać je nowicjuszowi, cieszy się Afsar.
Mimo, że wstępne badania nad tkaniną wykonywano pod kątem nauki śpiewu, to samo podejście może znaleźć zastosowanie u sportowców. Dzięki niej możliwe byłoby szybsze przekazanie początkującemu biegaczowi informacji o prawidłowym oddechu czy pracy mięśni pozyskanych od starszego doświadczonego zawodnika. W końcu zaś, jak przewidują twórcy tkaniny, możliwe będzie wykorzystanie jej do rekonwalescencji po chorobach czy zabiegach wpływających na układ oddechowy. Taka tkanina mogłaby też posłużyć jako alternatywna metoda leczenia bezdechu sennego.
Fizjologia oddechu jest skomplikowana. Nie mamy świadomości, jakich mięśni używamy, stwierdza Afsar. Dlatego też tkanina potrafi monitorować działanie różnych grup mięśni, rejestrować je i stymulować ich ruch.
Twórcy nowatorskiego włókna pracują nad dalszą miniaturyzacja elektroniki i systemu sterowania przepływem skompresowanego powietrza, by jak najmniej były one odczuwalne oraz nad technologią produkcji jeszcze dłuższych włókien. W ciągu najbliższych miesięcy chcą rozpocząć eksperymenty z wykorzystaniem tkaniny do uczenia początkującego adepta śpiewu prawidłowej pracy z oddechem. Później zaś tkanina będzie wykorzystywana do ćwiczeń z innymi rodzajami ruchu, wykonywanymi przez choreografów czy tancerzy.
« powrót do artykułu
-
-
Ostatnio przeglądający 0 użytkowników
Brak zarejestrowanych użytkowników przeglądających tę stronę.