Teymi undir forystu prófessors Wang Huaiyuan frá efnaverkfræðideild Tianjin háskólans hefur þróað nýtt epoxýplastefni með góðum árangri sem sameinar háan-hitaþol, mikinn styrk og seigleika, og endurvinnanleika með nýstárlegri sameindabyggingarhönnun, sem rjúfa langvarandi frammistöðu „gjásaga“ sem hefur hrjáð iðnaðinn. Viðeigandi rannsóknarniðurstöður voru nýlega birtar í alþjóðlega tímaritinu *Advanced Materials*. Epoxýplastefni, vegna framúrskarandi límeiginleika, vélræns styrks og efnatæringarþols, er mikið notað á stefnumótandi sviðum eins og nýrri orku og rafrænum umbúðum. Það er ómissandi lykilefni í nútíma hágæða framleiðslu, oft nefnt „ósýnilega beinagrind“ nútíma iðnaðar, með markaðsstærð á heimsvísu yfir 13 milljörðum Bandaríkjadala. Í mínu landi er epoxýplastefni einnig mikilvægt grunnefni til framleiðslu á vindmyllumblöðum. Hins vegar, þegar vindorkubúnaður fer smám saman inn í niðurlagningartímabilið, myndast um það bil 5.800 tonn af úrgangi úr epoxýplastefni úr samsettu efni árlega, sem nú er aðallega að treysta á urðun eða brennslu til förgunar, sem veldur ekki aðeins auðlindaúrgangi heldur einnig umhverfisþrýstingi. Helsta áskorunin í endurvinnslu epoxýplastefnis liggur í frammistöðunni "gjásveifluvandamáli." Hefðbundin epoxýkvoða myndar þrívíddar-netbyggingu, eftir að hafa verið þurrkuð, sem líkist „óbrjótanlegu veiðineti“. Það er alltaf krefjandi að ná jafnvægi á milli mikils styrks, mikillar hitaþols, seigleika og vinnsluhæfni-herja krefst þess að fórna hitaþol, en bætt hitaþol leiðir til brothættu. Þetta takmarkar ekki aðeins notkun þess í erfiðu umhverfi heldur verður það einnig kjarni flöskuháls fyrir innlenda framleiðslu og græningu hágæða epoxýkvoða. Teymi prófessors Wang Huaiyuan byrjaði frá sameindahönnunaruppsprettunni og felldi afturkræf „sýru-grunnjónapör“ snjallt inn í stíft net hefðbundinna epoxýkvoða. Þessi jónapör gegna tvíþættu hlutverki í efninu: þau eru bæði „smáhöggdeyfar“ sem gleypa höggorku og „greindir hvatar“ sem koma af stað endursamsetningu tengis við háan hita. Þessi hönnun gerir nýja efnið kleift að viðhalda ofur-háum styrk (78 MPa) og hitaþol (glerbreytingarhitastig hærra en 245 gráður á Celsíus) á sama tíma og það nær brotseigu upp á 8,2 megajúl á rúmmetra. Samanborið við hágæða epoxýplastefni sem fáanleg eru í verslun, er hitaþol nýja efnisins bætt um u.þ.b. 15%, en brotseigja þess eykst næstum þrisvar sinnum. Þrátt fyrir að viðhalda þessum frábæru eiginleikum hefur nýja efnið einnig sjálfgræðandi-getu og endurvinnanleika sem skortir hefðbundið epoxýkvoða. „Í fyrsta skipti höfum við náð forritanlegu lögun og efnafræðilegu niðurbroti í svo há-hitastillandi epoxýplastefni,“ sagði Wang Huaiyuan. „Tilraunir sýna að hægt er að endurvinna þetta efni og endurvinna það margsinnis, þar sem frammistöðurýrnun fer ekki yfir 10%. Þetta brýtur takmarkanir hefðbundinna epoxýkvoða sem eru „varanlega festar eftir einn-tíma lækningu. Byggt á einstökum eiginleikum sínum tókst teymið að útbúa ofurvatnsfælna samsetta húð með mikilli hitaleiðni-með vatnssnertihorni nálægt 150 gráður-með einföldu heitu-pressunarferli. Viðbót á bórnítríði fylliefni bætir varmaleiðni verulega, tekur á hitaleiðni áskorunum 5G grunnstöðva og afkastamikilla flögum og veitir stuðning við uppfærslu á há-efnisiðnaði undir "tví kolefnis" markmiðinu. Í framtíðinni, í vindorkugeiranum, er gert ráð fyrir að endurvinnanleiki þess leysi vandamálið við að farga blöðum sem hafa verið hætt; í nýja orkubílageiranum geta kostir þess með mikilli styrkleika, hörku og hár-hitaþol hjálpað til við að uppfæra búnaðinn þannig að hann verði léttur, á sama tíma og það veitir víðtæka möguleika á að skipta út háum-epoxýkvoða innanlands.
