O szczegółach swojej koncepcji piszą w npj Advanced Manufacturing. Poza aspektem ekologicznym – związanym z usuwaniem szkodliwego gazu cieplarnianego z atmosfery – powstałe kompozyty mineralno-polimerowe cechują się również imponującą wytrzymałością mechaniczną i odpornością na ogień. Sami zainteresowani zaznaczają, że wykonali kluczowy krok w rozwoju przekształcania dwutlenku węgla.
Czytaj też: Materiał lekki jak styropian, wytrzymały jak stal. Naukowcy dokonali niemożliwego
Konwencjonalnie stosowane metody zwykle polegają na magazynowaniu dwutlenku węgla lub przekształcaniu go w ciecze. W tym przypadku podejście jest zupełnie inne i pozwala prowadzić konwersję do minerałów węglanu wapnia ustawionych w rusztowaniach polimerowych, które można tworzyć przy udziale metody druku 3D. Autorzy ostatnich badań przyznają, iż inspiracji dostarczyły im koralowce będące w stanie wykorzystać fotosyntezę do wychwytywania dwutlenku węgla z atmosfery, by ostatecznie z jego udziałem tworzyć nowe struktury.
Członkom zespołu badawczego stojącego za przeniesieniem tej koncepcji do świata człowieka udało się stworzyć rusztowania polimerowe drukowane w technologii 3D zachowujące się w podobny sposób jak koralowce. Pokryty warstwą przewodzącą, taki materiał został później podłączony do obwodu elektrochemicznego i zanurzony w roztworze chlorku wapnia. W obecności dwutlenku węgla roztwór ulega hydrolizie i rozkładowi na jony wodorowęglanowe.
Materiał mający postać kompozytu mineralno-polimerowego powstaje z wykorzystaniem dwutlenku węgla znajdującego się w powietrzu. Wykazuje przy tym odporność na ogień
To te ostatnie biorą udział w reakcjach z wapniem w roztworze, co daje upragniony efekt końcowy: węglan wapnia wypełniający struktury tak, aby powstał kompozyt mineralno-polimerowy o imponującej wytrzymałości. O ile jednak odporność mechaniczna to jedno, tak osobnym aspektem zasługującym na uwagę była wytrzymałość w starciu z ogniem. A mówimy o nie lada wyzwaniu, bo aż półgodzinnym teście, w czasie którego taki materiał był bezpośrednio wystawiony na działanie płomieni.
Czytaj też:Akumulatory zyskały 15 dodatkowych lat życia! Wielki sukces inżynierów
Odporność na uszkodzenia mechaniczne i ogień oznacza mnogość potencjalnych zastosowań. Dodajmy do tego aspekt ekologiczny, polegający na usuwaniu dwutlenku węgla z atmosfery, a stanie się jasne, że mamy do czynienia z naprawdę interesującą technologią. W ostatecznym rozrachunku takie struktury wykazują ujemny ślad węglowy, ponieważ wychwytywanie dwutlenku węgla było większe niż emisje dwutlenku węgla związane z produkcją i użytkowaniem tego nowego materiału.