碳纖維的基體環(huán)氧樹(shù)脂很難溶解，因此很難實(shí)現(xiàn)碳纖維的回收再利用，造成了資源浪費(fèi)。現(xiàn)在，喬治亞理工學(xué)院的研究人員發(fā)現(xiàn)了一種新的回收碳纖維的方法，企業(yè)再也不用擔(dān)心性能優(yōu)良的碳纖維白白流失了。碳纖維，乖乖到碗里來(lái)吧！

    上圖為喬治亞理工學(xué)院?jiǎn)讨?middot;W·伍德拉夫機(jī)械工程學(xué)院的博士后Kai Yu坐在一片浸泡在乙醇中的碳纖維復(fù)合材料的后面。喬治亞理工學(xué)院的研究人員已經(jīng)開(kāi)發(fā)出一種可以將某些類(lèi)型的熱固性碳纖維復(fù)合材料幾乎100%回收的方法。

    這種新的方法是通過(guò)將復(fù)合材料浸泡在乙醇溶劑中，讓約束并使碳纖維成型的環(huán)氧樹(shù)脂緩慢溶解。一旦溶解，碳纖維與環(huán)氧樹(shù)脂便可分離并實(shí)現(xiàn)新的應(yīng)用。

    “我們想出的這個(gè)方法可以直接用于很多工業(yè)上的應(yīng)用，并具有經(jīng)濟(jì)與環(huán)境雙重效益，” 喬治亞理工學(xué)院?jiǎn)讨?middot;W·伍德拉夫機(jī)械工程學(xué)院的博士后Kai Yu說(shuō)道。

    這項(xiàng)研究是由美國(guó)國(guó)家科學(xué)基金會(huì)、中國(guó)國(guó)家自然科學(xué)基金、新加坡A*Star公共部門(mén)基金和新加坡國(guó)家研究基金會(huì)支持的數(shù)字化制造和設(shè)計(jì)中心（DManD）共同贊助的，并于7月12日發(fā)表在期刊Advanced Functional Materials上。

    碳纖維，以強(qiáng)度和輕質(zhì)著稱(chēng)，被廣泛應(yīng)用于航空航天和汽車(chē)等領(lǐng)域。但是不同于鋁、鐵、塑料，它的缺點(diǎn)之一，就是難以回收。伍德拉夫?qū)W院的Jerry Qi教授領(lǐng)導(dǎo)了一個(gè)由喬治亞理工學(xué)院可再生生物制品學(xué)院的研究人員組成的團(tuán)隊(duì)。他表示，傳統(tǒng)碳纖維的再回收面臨著兩個(gè)挑戰(zhàn)。

    Qi 說(shuō)：“碳纖維的聚合物基體通常都是像橡膠一樣的交聯(lián)結(jié)構(gòu)，不能輕易溶解，因此很難除去聚合物以回收嵌在其中的更有價(jià)值的碳纖維。”該研究團(tuán)隊(duì)采用了一種名為vitrimer的特殊的環(huán)氧樹(shù)脂來(lái)作為碳纖維的基體材料。

    “vitrimers 中含有在某些條件下可以替換結(jié)構(gòu)但不損壞交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)完整性的動(dòng)態(tài)鍵，”Yu說(shuō)道，“我們讓小分子化合物乙醇參與到網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的替代反應(yīng)中，能有效地溶解vitrimers。”Qi表示這種新的循環(huán)過(guò)程有望實(shí)現(xiàn)美國(guó)和歐洲每年產(chǎn)生的數(shù)千噸碳纖維廢料的回收再利用。“該方法的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)則是簡(jiǎn)單快捷，”Yu說(shuō)道，他目前也是科羅拉多大學(xué)丹佛分校的一個(gè)助理教授。