Scienziati USA creano il primo CFRP riciclabile all’infinito

I materiali compositi in fibra di carbonio sono difficilissimi da recuperare. Ma questo nuovo CFRP riciclabile può rappresentare una svolta inedita

CFRP riciclabile
Foto di Michael Dziedzic su Unsplash

Partendo da un polimero comune, i ricercatori hanno realizzato un CFRP riciclabile super resistente

(Rinnovabili.it) – Se c’è qualcosa di difficile da separare, sono proprio i polimeri rinforzati con fibre di carbonio (CFRP). Il riciclo di questi materiali è molto complesso e poche ricerche si concentrano su come dipanare la matassa. 

Forse è per questo che gli scienziati del Dipartimento dell’Energia dell’Oak Ridge National Laboratory hanno preso un’altra strada. Invece di lavorare sul materiale a fine vita, hanno pensato di sviluppare da zero un CFRP riciclabile, che ha le stesse proprietà del “cugino” convenzionale ma si può recuperare completamente. La procedura a ciclo chiuso per la sintesi del CFRP riciclabile, dettagliata in uno studio pubblicato su Cell Reports Physical Science, affronta questa sfida attraverso la reticolazione dinamica (cross-linking) che rende il polimero riciclabile più volte senza compromettere le sue proprietà meccaniche.

I ricercatori hanno funzionalizzato un polimero di uso comune con crosslinking dinamico, rendendolo simile ai materiali termoindurenti. La funzionalizzazione dei materiali polimerici è una tecnica che permette di modificarne la struttura chimica ad hoc in modo da ottimizzare il comportamento del materiale. Nello specifico, i ricercatori hanno ottimizzato la chimica interfacciale tra le fibre di carbonio e la matrice polimerica, prendendo ispirazione dalla resistenza della madreperla nelle conchiglie dei molluschi. Il CFRP risultante ha mostrato una adesione interfacciale maggiore del 43% rispetto ai polimeri privi di legami dinamici.

Il sistema sviluppato dall’ORNL consente poi alla matrice polimerica e alle fibre di carbonio incorporate di subire molteplici cicli di riprocessamento senza perdere resistenza e robustezza. La resistenza a trazione raggiunge i 731 megapascal, superando l’acciaio inossidabile e i CFRP convenzionali a base di resina epossidica. Il processo di riciclo a ciclo chiuso recupera il 100% dei materiali iniziali, mitigando gli sprechi.
I prossimi passi del team prevedono studi simili con compositi in fibra di vetro per ridurre ulteriormente i costi e l’impronta di carbonio. Le potenziali applicazioni della tecnologia includono pale eoliche, veicoli elettrici, materiali aerospaziali e articoli sportivi.

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