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研究人員開發出世界上首批由廢舊橡膠制成的氣凝膠

新加坡國立新加坡大學（NUS）的研究人員取得了重大技術突破，生產出了第一批使用橡膠輪胎制成的氣凝膠 。新穎的制造方法為廢輪胎的升級提供了一條途徑 。

研究人員開發出世界上首批由廢舊橡膠制成的氣凝膠

文章插圖
在國大副研究員Duong Hai-Minh（左前）和Nhan Phan-Thien教授（前中）的帶領下，國大的研究人員開發了世界上第一種由廢舊橡膠制成的氣凝膠 。
全球每年產生約10億只廢舊輪胎，這些都是高度耐用且不可生物降解的，只有40％被回收，剩余的廢料要么被焚化（占49％），生成會危害健康和安全的有毒物質，要么最終被填埋（占11％） 。除了堆填區快要用完以外，還有可能產生滲濾液，從而造成環境污染 。
【研究人員開發出世界上首批由廢舊橡膠制成的氣凝膠】氣凝膠是衍生自凝膠的超輕質多孔固體材料，具有極低的密度和導熱率 。
在國大開發的橡膠氣凝膠具有極輕，高吸收性，高耐用性的特點 。相比之下，大多數氣凝膠都非常脆且易碎-高效吸收熱量和聲音，在吸油、隔熱和隔熱等應用中具有潛在用途隔音 。
橡膠氣凝膠的吸收劑是聚丙烯等傳統吸收劑的兩倍 。吸音效率比相同厚度的商用泡沫吸收器高27％；并且，它具有很高的耐熱性，厚度為2.54厘米的橡膠氣凝膠的熱傳遞極限相當于25個玻璃窗玻璃 。
此外，橡膠氣凝膠在壓縮后可以彈回其原始形狀，使其適合用作工業用途的絕緣材料，例如海底系統，煉油廠和工業建筑 。此外，當涂在甲氧基三甲基硅烷中時，橡膠氣凝膠具有極強的防水性，可用于防止水分腐蝕或損壞絕緣設備 。
為了生產新型氣凝膠，首先將回收的汽車輪胎摻入細纖維中 。然后將這些纖維浸泡在水中和少量化學交聯劑中，即含有能夠化學連接到蛋白質或其他分子上特定官能團的反應性末端的分子 。
交聯劑可以擴散并與纖維表面反應以產生多孔結構，然后，使用攪拌器將橡膠纖維和環保溶劑的混合物均勻分散20分鐘 。然后將懸浮凝膠在-50℃冷凍干燥最多12小時 。
國大機械工程系研究小組負責人兼材料副教授Duong Hai Minh說，制造過程簡單，經濟高效且環保 。此外，他指出，該過程需要12到13個小時才能完成，每1 m 3和1 cm厚的橡膠氣凝膠的成本不到10美元 。
該時間比團隊在《膠體和表面A：物理化學和工程方面》中發布的方法所需的兩天有所改善 。當前的方法不僅需要更少的時間，而且更簡單 。此外，該方法可以容易地擴大規模以進行批量生產，從而使橡膠氣凝膠具有商業吸引力 。
Duong表示，該團隊期待與Mapletree Investments和行業合作伙伴合作，將新型氣凝膠對環境產生積極影響，以使新型技術商業化并擴大規模 。利用Mapletree的貢獻，該團隊將進行進一步的研究以增強橡膠氣凝膠的性能，并探索其他應用以及使用其他類型的廢料轉化為氣凝膠 。

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