הבנת המאפיינים המבניים של עיבוד PLA
PLA הוא הפולימר המוביל בעולם 100% מבוסס ביו וניתן לקומפוסטציה מלא. אבל יש לו קשיחות נמוכה וטמפרטורת סטיית חום נמוכה. הוא מתרכך ומתמוטט מבחינה מבנית בכ-140 מעלות פרנהייט, מה שהופך אותו לבלתי שמיש ביישומים רבים של אריזות מזון חמות ומיכלים חד פעמיים. מחקר זה עשוי להוות טכנולוגיה משבשת מכיוון שכוסות ה-PLA של אב הטיפוס הן חזקות ושקופות, אך קשות ואינן יכולות להחזיק מים רותחים.
UA פרופסור Shiqing Wang עבד על בניית בסיס ידע כדי להבין את יחסי העיבוד-מבנה-רכוש של פלסטיקים שונים וליישם את הידע העדכני ביותר כדי להתמודד עם השבריריות של PLA.
המדע שמאחורי גביעי ה-PLA הקשים
כדי להסביר את המדע שמאחורי האופן שבו אב טיפוס של כוס PLA משיגה גמישות ומשיגה עמידות בחום, וואנג משתמש באנלוגיה של פסטה מבושלת. אם PLA מותך מוגדל פי מיליון, כל מולקולה דמוית שרשרת תיראה כמו מחרוזת ספגטי באורך כמה מטרים. חשוב שהתרמופלסטיות, כולל PLA, יהיו קשוחות, כלומר, תהליך ההתגבשות אינו יכול להסיר או לשבור את "גדילי הספגטי" של סבך.
המבנה השזור הזה, הנקרא "רשת השרשרת", מאפשר לכל אחד להסיר כמעט את כל הספגטי מהקערה באמצעות זוג מקלות אכילה, ורשת השרשרת הזו, כאשר היא נעשית נכון, מבטיחה שכוסות משקה PLA חזקות מבחינה מכנית וללא התגבשות. עם זאת, כוסות מסחריות כאלה עלולות לקרוס כאשר יוצקים אליהן מים רותחים". כוסות העשויות מ-PLA גבישי בדרך כלל יכולות להחזיק מים רותחים, אבל הן מאוד שבירות ואטומות". מר וואנג
חקר את מקור הגמישות של פולימרים חצי גבישיים, מה שהוביל לגילוי דרך להגביל גבישים בקנה מידה ננומטרי תוך שימור רשת PLA, יצירת כוס שקופה, קשיחה ועמידה בחום. כוסות שקופות אלו יכולות להכיל תה וקפה חמים ויכולות להחליף את רוב כוסות המשקה מפלסטיק בשוק.
"ההשפעה של ההבנה החדשה שלנו תגרום בסופו של דבר לצמיחה אקספוננציאלית בשוק ה-PLA", אמר וואנג.
