Čínská hostující vědkyně zkoumá nové plasty na bázi obnovitelných surovin

Čínská profesorka Dr. Xinyan Shi je v současné době hostem na kampusu. (Foto: Sebastian Kamerling/Ce)

Čínská profesorka Dr. Xinyan Shi z Qingdao University of Science and Technology (QUST) je v současné době hostem na Technické univerzitě Kaiserslautern (TUK). Na katedře kompozitních materiálů se věnuje 3D tisku plastů. To, co je na tom zvláštní: používá se obnovitelná surovina celulóza, která má zlepšit vlastnosti tištěných dílů. Shi je v rámci výzkumného projektu na TUK, který podporuje Německá akademická výměnná služba (DAAD).

Pomocí technik 3D tisku je možné například jednoduše vyrábět složité díly z plastu. Také tým profesora Dr. Aloise Schlarba z katedry kompozitních materiálů pracuje s touto technologií. Společně s profesorkou Shi zkoumají například, jak může být celulóza využita v těchto plastech. To je specializace hostující vědkyně a její pracovní skupiny. Celulóza je dlouhý řetězec cukerných molekul. Tvoří hlavní složku rostlinných buněčných stěn a vzniká například při zpracování dřeva.

Výzkumný tým v Kaiserslauternu se snaží začlenit takzvanou nanokrystalickou celulózu (CNC) do svých plastů. Má zvlášť dobré mechanické vlastnosti, vysokou pevnost a tuhost, což prospívá i hotovému tištěnému dílu. U tohoto postupu je důležité, aby se částice celulózy rovnoměrně rozložily v plastových vrstvách a dobře se na ně navázaly. Vědci při této práci používají bioplast, tzv. polymerizovanou kyselinu mléčnou, zkráceně PLA, která je plně rozložitelná.

Cílem projektu je, aby při 3D tisku mohly být používány takzvané hybridní materiály. Pod tímto pojmem odborníci rozumí kombinaci různých materiálů na více velikostních škálách, například nanometrové částice celulózy a další přísady v jiných velikostech. Tím je například možné vybavit materiály odlišnými vlastnostmi, které jsou přizpůsobeny konkrétnímu použití.

Takové materiály a metoda 3D tisku jsou zajímavé pro různé oblasti, například pro automobilový průmysl nebo zdravotnictví.

Profesorka Shi je na katedře kompozitních materiálů přibližně čtyři týdny. V rámci dvouletého projektu „Biomass-based intrinsic polymer hybrid composites manufactured by 3D printing“ jsou plánovány i další pobyty.