La Universidad del Sur de Alabama, MHP participa en una asociación de investigación para material plástico compuesto

El grupo del profesor Kuang-Ting Hsiao en la Universidad del Sur de Alabama (Atlanta) ha desarrollado recientemente ZT-CFRP, un innovador compuesto de plástico enriquecido con nanopartículas y reforzado con fibras de carbono que originalmente fue respaldado por la NASA. Financiada por la Fundación Nacional de Ciencias de EE. UU. (NSF), la universidad ha establecido una asociación de investigación para aprovechar al máximo el potencial que ofrece el material compuesto avanzado y garantizar que ZT-CFRP pueda llevarse rápidamente a un mercado más amplio.

Además de la Universidad del Sur de Alabama, cinco empresas de una variedad de sectores han participado en la asociación, incluidas MHP (Atlanta, Georgia, EE. UU.), Porsche Motorsports (California, EE. UU.), UST Mamiya (Fort Worth, Texas). , EE. UU.), Hexcel Corp. (Stamford, Connecticut, EE. UU.) Y Toray Composite Materials America (Tacoma, Washington, EE. UU.). Según se informa, MHP desempeñará un papel clave en esta colaboración al trabajar en estrecha colaboración con la universidad para respaldar el diseño de un proceso de producción de rollo a rollo para ZT-CFRP, que permitirá producir grandes cantidades del material a bajo costo. El proyecto tiene como objetivo llevar ZT-CFRP al mercado para 2024.

"Nuestro colega, el Dr. Sebastian Kirmse, escribió su disertación en la Universidad de South Alabama y, durante este tiempo, participó en la investigación de este nuevo y emocionante compuesto", explica Tobias Hoffmeister, presidente y director ejecutivo de MHP Americas Inc. " Cuando Sebastian se unió a MHP a principios de 2020, nos informó sobre la nueva tecnología y nos involucró. Todos estábamos convencidos de que el material compuesto tenía un potencial considerable, desde el principio ”.

Se dice que el compuesto de plástico, que está enriquecido con nanopartículas orientadas específicamente y reforzado con fibras de carbono, tiene una serie de propiedades que lo distinguen de otros materiales compuestos de este grupo. Las nanofibras de carbono se enhebran entre las fibras de carbono convencionales en una formación en zigzag, produciendo un tejido en el que las cargas mecánicas, eléctricas y térmicas se distribuyen en todas las direcciones dentro del compuesto, aumentando significativamente la conductividad del material (especialmente ortogonal a la dirección de la fibra). La universidad señala que esto significa que ZT-CFRP no solo es más liviano que el aluminio y más resistente que el acero, sino que también es significativamente menos vulnerable a las fuerzas mecánicas, como el daño por impacto, que los plásticos convencionales reforzados con fibra de carbono (CFRP).

ZT-CFRP estará disponible tanto en forma de rollo preimpregnado como de película fina de resina que se puede utilizar para optimizar los materiales preimpregnados tradicionales o para unir dos materiales de forma adhesiva con una conexión y durabilidad mecánicas, térmicas y eléctricas mejoradas.

También se dice que ZT-CFRP abre una amplia gama de aplicaciones potenciales, desde la automoción hasta el espacio y deportes como el golf. “Con los automóviles, por ejemplo, tratamos constantemente de garantizar un alto nivel de seguridad para los pasajeros y, al mismo tiempo, nos esforzamos por reducir el peso y, por lo tanto, el consumo de energía”, explica el Dr. Sebastian Kirmse. “ZT-CFRP podría reemplazar al aluminio como material de elección para el chasis. Esto no fue posible con los plásticos convencionales reforzados con fibra de carbono, especialmente para las piezas expuestas a una mayor carga térmica ". El nuevo compuesto también podría usarse de manera similar en naves espaciales. Además, se espera que los palos de golf se vuelvan más ligeros y potentes con el material. El Dr. Sebastian Kirmse afirma además que, debido a sus propiedades multifuncionales, el material implica un espectro ampliado de posibles aplicaciones, que se explorarán durante el proyecto en colaboración con los socios.