Во всем мире проводятся исследования биоразлагаемых и перерабатываемых синтетических материалов. Однако компоненты, армированные волокном, остаются проблематичными — если используются стеклянные или углеродные волокна.
В рамках исследовательского проекта ЕС шотландская компания Cellucomp Limited разработала метод получения нановолокон из отходов моркови. Эти волокна будут экономичными и биоразлагаемыми. Однако можно ли использовать метод, который работает в лаборатории, в больших масштабах?
Метод MPAS (выбор нескольких перспективных приложений), разработанный в Empa, помогает определить отрасли промышленности, в которых новые материалы могут быть полезны с технической и экономической точки зрения. В то же время MPAS также учитывает экологический аспект этих новых материалов. Результат для нашего примера: нановолокна из отходов моркови в будущем могут быть использованы в производстве мотоциклетных шлемов или боковых стенок автодомов.Трехэтапный анализ
Чтобы выяснить рыночный потенциал нового материала, исследователи Empa Фабиано Пиччино, Роланд Хишье и Клаудиа Сом проводят три этапа для метода MPAS. Прежде всего, определяется область возможных приложений: какие приложения рассматриваются в зависимости от технических свойств и на какие категории они могут быть разделены? Может ли новый материал заменить существующий?
Второй шаг касается технической осуществимости и рыночного потенциала: можно ли добиться требуемых свойств материала с помощью технического процесса? Может ли качество продукции варьироваться от партии к партии? Можно ли рентабельно модернизировать лабораторный процесс до промышленного масштаба? Материал больше подходит для недорогого сектора или дорогих предметов роскоши?
И наконец: соответствует ли продукт юридическим стандартам и требованиям клиентов к сертификации?На третьем этапе в конечном итоге исследуется экологический аспект: действительно ли этот новый материал для идентифицированных продуктов более безопасен для окружающей среды — после того, как были учтены все этапы от создания продукта до переработки? Какие факторы особенно необходимо учитывать на этапе производства, чтобы производить материал как можно более экологически чистым способом?
Промышленное производство в пятитонном масштабе — рассчитано теоретическиПодход MPAS позволяет рассчитывать индивидуальные сценарии будущего производства с чрезвычайно высокой степенью точности.
В случае нановолокон из отходов моркови, например, очень важно, будут ли использоваться пять тонн свежей моркови или всего 209 кг отходов моркови (отходы волокна от процесса отжима сока) в качестве основного материала для их производства. Вопрос о том, будет ли растворитель в конечном итоге переработан или сожжен, влияет на производственные затраты. А энергетический баланс зависит от того, как дезактивируются ферменты, которые расщепляют волокна моркови. В лаборатории это происходит с помощью тепла; для производства на промышленном уровне использование отбеливателей было бы более рентабельным.
Вывод: шесть возможных применений «морковных волокон».Что касается производства волокна из отходов моркови, анализ MPAS выявил шесть возможных клиентских сегментов шотландского производителя Cellucomp, на которые стоит обратить более пристальное внимание: защитное оборудование и устройства для любительского спорта, специальные автомобили, мебель, предметы потребления класса люкс и промышленное производство.
Исследователи перечислили следующие примеры: мотоциклетные шлемы и доски для серфинга, боковые стенки автодомов, обеденные столы, высококачественные громкоговорители и защитные коврики для предприятий, занимающихся обработкой мрамора. Аналогичный подробный анализ может быть проведен и для других возобновляемых материалов — до того, как большие деньги будут фактически инвестированы в производственные предприятия.
