Джерело: techxplore.com, переклад: Хроніки Обухова,
Це відкриття пропонує більш екологічну альтернативу традиційним композитам, таким як вуглецеве волокно, скловолокно або кевлар, які базуються на синтетичних волокнах та енергомістких процесах виробництва. Результати цього дослідження науковці опублікували в науковому виданні «Журнал натуральних волокон» (Journal of Natural Fibers).
Всередині плоских подушечок кактуса міститься природна мережа волокон, яка утворює стільникову структуру, що допомагає рослині підтримувати власну вагу та протистояти згинанню під час сильного вітру. Ця робота є першим результатом тривалого міжнародного дослідницького співробітництва, очолюваного доктором Фульвіо Пінто з Центру регенеративного дизайну та інженерії для чистого позитивного світу та Катанійським університетом на Сицилії. Використання відходів опунції, яка швидко росте в жарких і сухих умовах, дозволяє уникнути екологічних витрат, пов'язаних із вирощуванням інших рослинних культур на кшталт льону та конопель.
Перетворення кактусних відходів на життєздатний будівельний матеріал залежить від відокремлення корисних волокон без пошкодження їхньої природної структури. Науковці порівняли два методи екстракції: традиційне мочіння у воді протягом кількох тижнів та промивання під змінним тиском води, що скорочує час обробки приблизно на 90%. Хоча мочіння є повільнішим процесом, команда виявила, що воно дає чистіші та міцніші волокна. Також з'ясувалося, що волокна, вилучені зі старіших подушечок кактуса, виявилися міцнішими та легшими для відокремлення, ніж сировина з молодих рослин.
При змішуванні із пластиком кактусові волокна роблять матеріали помітно жорсткішими та міцнішими, особливо під час згинання або легких ударів. Отримані композити добре продемонстрували себе за температур, що використовуються в низькотемпературному виробництві, хоча вони не підходять для дуже високотемпературних або високонавантажених сфер. За своїми характеристиками вони цілком зіставні з іншими рослинними матеріалами та найкраще підходять для легких конструкцій із низьким навантаженням, де низька вартість та мінімальний вплив на довкілля є пріоритетнішими за екстремальну міцність.
Потенційними сферами застосування нової сировини розробники називають ненесучі стінові панелі, легке облицювання, компоненти інтер'єру автомобілів і навіть спортивне спорядження, наприклад, основи для дощок для серфінгу. Окрім механічної жорсткості, ці композити мають естетичний вигляд, оскільки природна стільникова структура кактуса залишається помітною у кінцевому продукті. Зображення цього інноваційного матеріалу вже демонструвалося на залізничному вокзалі Бат-Спа в межах університету, підкреслюючи перетин інженерії та сталого мистецтва.
Подальші дослідження будуть спрямовані на вивчення того, як саме ці волокна з'єднуються зі звичайними будівельними полімерами, а також на вимірювання їхніх повних механічних характеристик під час розтягування або згинання. У межах ширшої програми щодо сталих композитних матеріалів команда також досліджує повністю біоосновні системи та масштабовані шляхи виробництва. Цей напрям досліджень має на меті підтримати перехід до низьковуглецевого будівництва та відкрити нові можливості для майбутніх розробників у сфері екологічних матеріалів.
