kiderül,hogy még fél évszázaddal később is ez a cucc még mindig súlyos fájdalom a szamárban.

mielőtt a szénszál szénszálvá válik, alapanyagként kezdődik-általában egy szerves polimer, amelynek szénatomjai hosszú molekulaszálakat kötnek össze, úgynevezett poliakrilonitril. Nagy szó a pulóverek és szőnyegek akriljához hasonló anyagokra. De ellentétben a padló és a ruházat akril, az a fajta, hogy alakul egy anyag erősebb és könnyebb, mint az acél van egy heftier árcédula. A fontonkénti három ish-dollár kikiáltási ár nem feltétlenül hangzik túlzottan, de gyártásában a szám tüskék.

lásd, a szénszál szénrészének megszerzéséhez a kiindulási anyag akriljának felét el kell dobni. “A végtermék kétszer annyit fog fizetni, mint amennyit elkezdtél, mert félig leég” – magyarázza Bob Norris az Oak Ridge Nemzeti Laboratórium polimer mátrix kompozitok csoportjából. “Mielőtt még figyelembe az energia és a berendezések, a prekurzor a végtermék valami körülbelül $5 font.”

Ez az ár-5 dollár egy font – szintén a mágikus szám a szénszál bejuttatásához a mainstream autóipari alkalmazásokba. Hét csont fog tenni, de öt teszi a legnagyobb csobbanás. Tehát, ahogy áll, az alapanyag önmagában már felrobbantotta a költségvetést.

Több van. Az akrilnak a nem szénatomok kiirtására való kényszerítése hatalmas gépeket és sok hőt igényel. A két fő feldolgozási lépés közül az első az oxidációs stabilizáció. Itt a szálakat folyamatosan táplálják az 50-100 láb hosszú sütőkön keresztül, amelyek több száz Celsius fokos tartományban szivattyúznak hőt. A folyamat órákig tart, tehát hatalmas energiaevő.

ezután az anyag egy úgynevezett karbonizáción megy keresztül. Bár a kemencék itt rövidebbek, és nem futnak olyan sokáig, sokkal magasabb hőmérsékleten működnek—az első lépésnél körülbelül 1000 Celsius fokot veszünk, majd egy újabb, még magasabb hőmérsékletű fűtési fordulót. Ez egy villanyszámla, amire nem is akarsz gondolni.

és ezzel nem ér véget. A gyártóknak olyan akrilnal is foglalkozniuk kell, amely nem tart fenn a fűtési folyamat során. A gázokat úgy kell kezelni, hogy ne mérgezzék a környezetet. Nem olcsó zöldnek lenni. “Ez egy csomó energia, sok Ingatlan, és egy csomó nagy berendezések,” mondja Norris. Ez csak az egyes szálak gyártásában van.

Vegyünk egy másodpercet, hogy beszéljünk arról, hogy hol vagyunk a gyártási folyamatban, és hol próbálunk eljutni. Ez a félelmetes megjelenésű, kőkemény, ultra-könnyű, fényes panel látható szövéssel az, amire gondolsz, amikor a szénszálra gondolsz, ugye? Nos, most készítettük el a szálakat; még össze kell raknunk őket egy rácsba, ami kihasználja az anyag egyirányú erejét és összeköti őket.

a szőtt termék Szegezése azt jelenti, hogy minden szál húzza a súlyát. “Aggódnod kell amiatt, hogy a szálak mind párhuzamosak, és mind egyenletesen vannak nyújtva” – magyarázza Rob Klawonn, a
szénszálas gyártó elnöke, Toho Tenax America. A rácsban lévő hullámos szál extra stresszt okoz egy egyenes szálon, az egyenes pedig először szakad meg. A tökéletlen szövés lehetőségének kompenzálása érdekében a gyártók a szükségesnél tíz százalékkal többet fonhatnak a már drága szálakból.

önmagában a szálak nem olyan erős dolgok, amelyekre a gyártóknak szükségük van. Olyan erősítők, mint az acél a betonban. Jelenleg a szénszálak termoszet gyantával működnek. Együtt olyan kompozitot készítenek, amelyet manipulálni lehet egy bizonyos alak érdekében. A baj az, hogy miután a gyantát egy autoklávban formázták és kikeményítették, ez a forma nem módosítható a termék szerkezeti integritásának csavarása nélkül. Egy kis hiba sok időt és vesztegetést jelent. A hőkezelés több mint egy órát vesz igénybe, ami hosszú idő, figyelembe véve, hogy az autóipar milyen gyorsan bélyegzi ki a karosszéria paneleket.

tehát a szénszálas nem csak egy zseniális javítást igényel, hogy alacsonyabb árkategóriába kerüljön, hanem egy teljes rendszerjavítást igényel. Mint bármi, ami nagy pénzügyi jutalmat kínál, az ipar rajta van.

ezek a pulóver típusú akrilok például a gyártók által most használt helyett használhatók. “A berendezés kevésbé szakosodott, így ez 20-30 százalékkal csökkentheti a prekurzor költségeit” – mondja Norris. Azt is ellenőrzik, hogy a megújuló szénszálas indítók, mint például a lignin, amely fából származik, a jelenlegi kőolaj-alapú dolgok helyett.

alternatív átalakítási folyamatok-nevezetesen a hőcserélés a plazmafűtéshez-szintén csökkenthetik a költségeket. “Csökkenti az időt, mert nem kell melegítenie az egész kemencét; létrehozod a plazmát, hogy körülvedd a szálakat” – magyarázza Norris.

a Tudósok még nem elég szögezték a kémiai folyamat, hogy szénszálas dolgozni, hőre lágyuló gyanta még sem. De ha megteszik, a Toho Tenax America Klawonn 60-70% – os költségcsökkentést jósol az átalakítási folyamatban. A nagy változás az, hogy a hőre lágyuló műanyagok gyorsan beállíthatók, megolvaszthatók és újraolvaszthatók, ami korlátozza a hulladékot, ha hiba történik.

A változás a láthatáron van. Norris rámutat arra, hogy az alumínium helyett szénszálas anyagot telepítettek az újabb kereskedelmi repülőgépekre, mint például az Airbus A380. “Ők mozog több mainstream, de eddig ez mindig is olyan iparágakban, amelyek megengedhetik maguknak, hogy fizetni a teljesítmény.”Reméljük, hogy a költségek barlangok előtt az iparágak, hogy szükség van rá csinálni.

Rachel Swaby egy San Franciscóban élő szabadúszó író. Nézd meg a Twitteren.

ipari sütő kép jóvoltából Harper International.

Giz elmagyarázza, hogy hol bontjuk le a tudomány vagy a tech kérdéseket, amelyek a noggins hátulján karcolódnak. Van saját kérdése? Küldje el nekünk e-mailben [email protected] és meglátjuk, hogy válaszol-e rájuk.