Pada masa-masa awal Olimpiade dan Paralimpiade modern, para atlet berkompetisi menggunakan peralatan berat non-aerodinamis. Rekor lempar lembing, misalnya, punya hampir dua kali lipat sejak tahun 1908, ketika olahraga ini diperkenalkan. Para atlet telah meningkat, begitu pula peralatan mereka.
Faktanya, peralatan olahraga (dan bahan pembuatnya) mengalami kemajuan di hampir semua cabang olahraga. Plastik yang diperkuat serat, khususnya, merupakan hal yang revolusioner. Material komposit ini biasanya menggabungkan plastik dengan fiberglass atau karbon yang kuat. Sekarang Anda dapat menemukannya di sebagian besar olahraga Dia bermain di level tinggi.
Bahan yang kuat, fleksibel, dan ringan ini memungkinkan para atlet untuk melampaui batas olahraganya, memenangkan medali, dan mengharumkan nama bangsa. Tapi mereka punya biaya tersembunyi.
Bahan komposit sangat sulit untuk didaur ulang. Dan jumlah sampah yang dihasilkan oleh olahraga meningkat pesat. Penelitian kami menawarkan jalan untuk mengurangi limbah ini dan mengekstrak serat karbon yang berharga.
Alastair McDonald
Senyawa di mana-mana
Polimer yang diperkuat serat telah banyak ditemukan karena sifatnya yang unik. Mereka menawarkan kombinasi bobot rendah, fleksibilitas, kekuatan dan daya tahan. Properti dapat dimodifikasi dengan menyesuaikan serat, mencampur bahan dan mengubah desain peralatan olahraga.
Jika Anda memegang raket tenis modern di satu tangan dan raket kayu tua di tangan lainnya, Anda akan melihat perbedaannya. Raket komposit baru ini ringan dan kuat, memungkinkan pemain mencapai kecepatan ayunan yang lebih cepat.
Raket bulutangkis juga meninggalkan kayu solid. Saat ini, roda kemudi pun memiliki bulu yang diperkuat dengan batang karbon.
Sepatu lari mengandalkan senyawa karbon untuk meningkatkan elastisitas, membantu tenaga penggerak, meningkatkan stabilitas tumit, dan mengurangi kelelahan kaki.
Bersepeda punya sangat diuntungkan dari senyawa karbon. Sepeda balap modern biasanya seluruhnya terbuat dari serat karbon, termasuk lug, tabung, dan linkage. Sepeda ini ringan, sangat tahan lama, dan memiliki ketahanan udara yang jauh lebih rendah dibandingkan sepeda logam.
Ke mana pun Anda melihat, Anda akan melihat komposit plastik yang diperkuat serat. Busur dalam panahan, galah dalam lompat galah, kursi roda dalam Paralimpiade, jaring karbon dalam bola voli, pelana, sepatu kuda dan helm dalam disiplin berkuda, bipod dalam menembak, poros tongkat golf dalam golf, perahu dalam berlayar, papan luncur untuk seluncur es, papan selancar untuk selancar dan bahkan Gym panjat tebing untuk panjat tebing kini semuanya terbuat dari bahan komposit.
Saat pertandingan selesai
Bahan-bahan ini telah mengubah banyak olahraga. Namun komposit terbuat dari gabungan beberapa bahan. Artinya, seringkali sulit untuk didaur ulang.
Di Inggris misalnya, sekitar 90% dari seluruh sampah komposit pergi ke tempat pembuangan sampah. Hanya 2% yang digunakan kembali untuk serat karbon. Memproduksi komposit baru menghabiskan banyak energi banyak energi.
Secara global, sekitar 7.000 ton peralatan olahraga komposit mencapai akhir masa pakainya dan bisa didaur ulang setiap tahun. Permintaan daur ulang sedang meningkat. Aliran limbah ini sekarang mewakili hampir 9% dari total pasar komposit.
Karena senyawa ini semakin populer, para peneliti mencari cara yang lebih baik untuk mendaur ulangnya, idealnya dengan cara yang juga hemat biaya. Meskipun banyak metode yang tidak hemat biaya, penelitian kami sebelumnya menunjukkan manfaat dan biaya berbagai metode itu menjanjikan.
di kami penelitian terbaruKami menguji sebuah metode: daur ulang termokimia.
Mari kita pertimbangkan tantangan mendaur ulang senyawa. Seringkali mereka dilapisi dengan polimer atau resin untuk membuat permukaannya lebih tahan lama. Namun hal ini membuat pemisahan bahan-bahan tersebut menjadi lebih sulit. Serat karbon adalah bagian paling berharga dari komposit ini.
Penulis disediakan, Penulis disediakan (tidak digunakan kembali)
Untuk menemukan cara mengekstrak serat ini, kami mengambil sepeda rusak yang terbuat dari komposit serat karbon dan bereksperimen dengan daur ulang menggunakan bahan kimia dan panas.
Melalui uji coba, kami mengembangkan metode kimia yang sangat efisien untuk perawatan awal sepeda rusak dan menemukan suhu optimal untuk melelehkannya: 425°C. Pada suhu ini, kita dapat mengekstraksi serat-serat ini secara relatif utuh. Serat daur ulang mempertahankan 94% kekakuan aslinya dan 90% kekuatan aslinya.
Ini berarti bahwa bahan tersebut dapat digunakan untuk kegunaan yang berbeda, dimana kekuatan dan kekakuan yang sedikit lebih rendah dapat diterima.
Serat karbon yang dipulihkan juga dapat digunakan dalam pencetakan 3D komponen sepeda lainnya, menawarkan rasio kekuatan-berat yang tinggi dan daya tahan yang lebih besar, atau bahkan dalam beton bertulang.
Kemana kita pergi setelah ini?
Sulit membayangkan atlet kembali menggunakan peralatan berat dan non-aerodinamis di masa lalu. Namun jika material berharga dapat diperoleh kembali secara hemat biaya dari peralatan olahraga yang sudah habis masa pakainya, hal ini akan menciptakan insentif untuk melakukan sesuatu yang bermanfaat terhadap aliran limbah yang terus meningkat ini.
Meskipun metode baru kami menggunakan lebih sedikit energi dibandingkan proses daur ulang panas yang sudah ada dan menghasilkan produk samping limbah yang relatif ramah lingkungan, kami yakin kami dapat meningkatkan proses ini lebih lanjut sehingga menggunakan lebih sedikit energi.
Pada akhirnya, kami berharap metode ini berguna dalam membantu perusahaan daur ulang kecil dan menengah memproses lebih banyak produk komposit dari olahraga.
