世界各地都在研究可生物降解和可回收的合成材料。然而,纤维增强组件仍然存在问题——如果使用玻璃或碳纤维。
在欧盟的一个研究项目范围内,苏格兰公司赛璐康有限公司现在开发了一种从胡萝卜废料中获取纳米纤维的方法。
这些纤维既经济实惠又可生物降解。然而,这种在实验室中有效的方法是否也可以大规模推广呢?
Empa开发的多视角应用选择方法有助于从技术和经济角度确定新材料可能有用的工业部门。
同时,MPAS也考虑了这些新材料的生态方面。我们例子的结果是:用胡萝卜废料制成的纳米纤维将来可能被用于生产摩托车头盔或汽车屋的侧壁。
三步分析
为了弄清一种新材料的市场潜力,Empa研究人员Fabiano Piccinno、Roland Hischier和Claudia Som对MPAS方法进行了三步研究。
首先,定义可能的应用领域:根据技术属性,哪些应用需要考虑,它们可以分为哪些类别?新材料能取代现有材料吗?
第二步是关于技术可行性和市场潜力:所要求的材料性能能否通过技术过程实现?每批产品的质量是否会有所不同?实验室过程是否能在成本效益上升级到工业规模?这种材料更适合低成本行业还是昂贵的奢侈品?最后:产品是否符合法律标准和客户的认证需求?
在第三步中,生态方面的问题最终得到了检验:一旦从产品创造到回收的所有步骤都考虑在内,这种用于产品的新材料真的更环保吗?在生产阶段,哪些因素特别需要考虑以尽可能环保的方式生产材料?
五吨规模的工业生产——理论计算
MPAS方法能够以极高的精度计算未来生产的各个场景。以胡萝卜废料纳米纤维为例,关键是5吨新鲜胡萝卜还是209公斤胡萝卜废料(榨汁过程中的纤维废料)被用作生产的基础材料。
溶剂最终是回收还是燃烧影响生产成本的问题。能量平衡取决于使胡萝卜纤维变松的酶如何被灭活。在实验室里,这是通过加热来完成的;就工业生产而言,使用漂白剂将更具成本效益。
结论:“胡萝卜纤维”的六种可能应用
对于从胡萝卜废料中生产纤维,MPAS分析为苏格兰制造商celcomp确定了六个可能的客户细分市场,值得仔细研究:用于娱乐运动的防护设备和设备,特种车辆,家具,奢侈消费品和工业制造。
研究人员列举了以下例子:摩托车头盔和冲浪板、房车的侧墙、餐桌、高端音箱和大理石生产企业的产品保护垫。在大量资金投入生产工厂之前,也可以对其他可再生材料进行类似的详细分析。
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