Polimer technológia az energiatakarékosság és a megújuló energiaforrások fejlesztése érdekében


Az alábbi cikk arról számol be, hogy a polimerekkel végzett tudományos kutatások mennyire jelentettek áttörést az energiahatékonyság és a megújuló energiák területén. Továbbá előkészíti Paula Bosch szakértővel 2009. márciusában sorra kerülő társalgást.

A műanyag a polimerek családjába tartozik. Sok apró molekulából, monomerekből áll össze a polimer.  Ugyanakkor nem minden polimer ugyanolyan, hiszen a monomerek többféleképpen csatlakozhatnak egymáshoz. A polimert a molekuláinak típusai teszik különlegessé, illetve az, hogy azok hogyan kötődnek egymáshoz. Így az eltérő szerkezetek igen különböző polimereket eredményeznek mind tulajdonságukat, mind pedig a funkciójukat tekintve. A polimerekből készült anyagok tulajdonságai a molekuláris szinten végbe menő változásokat tükrözik.

Így tehát a polimerből készült termékek úgy néznek ki, úgy viselkednek és olyanok, ahogy atomjaik és molekuláik kapcsolódnak egymáshoz, azoktól függenek. Ez azt jelenti, hogy a polimereknek, így a műanyagnak is, a többi anyaggal szemben óriási előnyük van, hiszen különböző alkalmazásokhoz, felhasználásokhoz alakíthatók és fejleszthetők. A társalgás olyan tudományos kutatásokra koncentrál, melyek a műanyagnak köszönhetően a jövő környezetbarát technológiáit fejlesztik.

A polimer technológiát a “jövő kapujának” tekintik, mivel egyre szofisztikáltabb, a társadalom és a környezet igényeihez illeszkedő anyagok fejlesztésével foglalkozik. A műanyag már napjainkban is jelentős szerepet tölt be az energia és nyersanyag takarékosság területén, gondoljunk csak a közlekedésre, csomagolásra, szabadidős tevékenységekre, sportra, egészségre és az épületekre. Sokoldalúságának és többértékűségének köszönhetően a műanyag továbbra is fenntartható életstílust biztosít.

Polimer kutatók számos fejlesztéssel és kísérletezéssel próbálják a műanyagot a potenciális megújuló energia-technológiák élvonalába helyezni. Ilyen lehetőség a photovoltaics, mely napelem segítségével a fényből közvetlenül állít elő elektromos áramot. Az ilyen napelemek hagyományosan szilikonból készültek, de sokak szerint a műanyag veszi át a jövő napenergiájának szerepét.

A műanyag alapú photovoltaic cellának számos előnye van. Egyrészt könnyebb szilikonos társánál (ami lényeges a kis érzékelők esetében), olcsó az előállítása, rugalmas, valamint a design területén is jól variálható. Olyan műanyag félvezetőket is fejlesztenek a kutatók, melyek adott esetben a hagyományos szilikon félvezetőket is helyettesíthetik bizonyos alkalmazásoknál. Az ilyen félvezetők elméletileg képesek a napenergia tárolására, majd az energiából LED (light-emitting diode)segítségével fényt nyernek. 

A műanyag technológia fejlődése az energiahatékonyság területén is kulcsszerepet tölt be. Az energia hatékony felhasználása a legnagyobb lépés amit az éghajlatvédelem érdekében tehetünk. A műanyag ezen a téren a jövőben is óriási, egyre fontosabb szerepet fog betölteni. Az épületek műanyag hőszigetelése 150-szer kevesebb energiát igényel, mint maga az előállítás. Kutatások azonban olyan hőszigetelési eljárásokat fejlesztenek bizonyos műanyagokkal, melyek ezt az energia megtakarítást csak fokozzák. Mivel az épületek az EU energiafogyasztásának 40%-át használják, a szigeteléstechnika fejlesztése és a fűtéshez szükséges fűtőanyagok csökkentése jelentős mértékben mérsékli a melegházhatást előidéző gázok kibocsátását.

Mi van ezeknek az izgalmas fejlesztéseknek a hátterében? A polimer technológiai kutatások három alapvető tudományágra koncentrálnak, mindhárom létfontosságú az új műanyagtípusok fejlesztésében és alkalmazásában:

  • Polimer kémia: kémiai szintézisek (kémiai reakciókból létrejövő anyagok) és a polimer kémiai tulajdonságainak tanulmányozása (pl. mennyire reaktív); 
  • Polimer fizika:  ingadozás, változás, mechanikai tulajdonságok és a polimer flow tanulmányozása;
  • Polimer jellemzés: a polimerek osztályozása, mely segít megérteni speciális tulajdonságaikat (úgy mint a szívósságot) és a legmegfelelőbb rendeltetésüket, alkalmazásukat.

Mindez bepillantást nyújt a tudományos kutatások kínálta lehetőségek világába. Reméljük, hogy ez a társalgás rávilágít azokra az előnyökre, melyek az életünket jobbá teszik és megvédik Földünket a jövő számára.

Kapcsolódó információk

Napenergia (PDF, 300 KB); A cikket a PlasticsEurope engedélyével tettük közzé
Bővebben Dr. Paula Bosch-ról, a chat vendégéről
A társalgás felvétele
Társalgási naptár

Plastic Europe
European Schoolnet