Científicos de la Universidad de Manchester han combinado el grafeno con el fibra de yute, fibra natural para crear los primeros compuestos reforzados con grafeno del mundo.

El avance podría llevar a la fabricación de materiales compuestos de fibra natural de alto rendimiento y respetuosos con el medio ambiente que podrían reemplazar a sus contrapartes sintéticas en las principales áreas de fabricación, como la industria automotriz , la construcción naval, las palas duraderas de las turbinas eólicas y las viviendas de bajo costo.

También podría impulsar las economías agrícolas de países como Bangladesh, India y China, donde se produce principalmente el material de yute, afirman los investigadores de la Universidad de Manchester.

La Universidad es sede del Instituto Nacional del Grafeno y el Centro de Innovación en Ingeniería de Grafeno, que proporcionan una masa crítica sin igual de experiencia en grafeno. Las dos instalaciones demuestran la posición de Manchester como una base de conocimiento líder a nivel mundial en investigación y comercialización de grafeno.

El yute se extrae de la corteza de la planta de yute blanco (Corchorus capsularis) y es una fibra natural 100% biodegradable, reciclable y ecológica. También es la segunda fibra natural más producida en el mundo, después del algodón, y es al menos un 50% más barata que el lino y otras fibras naturales similares.

Esto lo hace extremadamente atractivo para los diferentes sectores de la industria que buscan crear una alternativa más económica y más ecológica a los compuestos sintéticos. Es por eso que los compuestos de fibra natural están atrayendo un gran interés debido al potencial para reducir la huella de carbono al reemplazar los materiales producidos sintéticamente, como la fibra de vidrio, que cuesta más y puede ser perjudicial para el planeta.

Forkan Sarker, un becario del Commonwealth para Bangladesh, realizó los experimentos y el análisis de los datos para este estudio, y la publicación que muestra que el grafeno podría ser crítico está disponible en línea.

El profesor Prasad Potluri, director de investigación, North West Composites Center dijo: «Forkan Sarker, se unió a mi grupo para trabajar en un problema de doctorado relevante para la economía de su país.

«Este es un ejemplo de una combinación juiciosa de fibras de productos básicos de bajo valor y neutras en carbono con una fracción de volumen extremadamente pequeña de grafeno de alto valor para crear un sistema material que podría reemplazar las fibras de carbono y fibra de alto consumo energético en una serie de Aplicaciones estructurales ligeras».

A pesar de sus credenciales medioambientales, los materiales compuestos de fibra natural tienen propiedades mecánicas e interfaciales deficientes, lo que significa que no son lo suficientemente fuertes para algunas aplicaciones industriales. Es por eso que los investigadores del Instituto Nacional de Grafeno de la Universidad de Manchester (NGI) y del Grupo de Materiales Compuestos de Robótica y Textiles han estado trabajando en un proyecto de colaboración y revestimiento de fibras de yute con óxido de grafeno y escamas de grafeno para mejorar su resistencia.

Los resultados han sido extremadamente positivos y muestran que las fibras de yute con un revestimiento de grafeno han mejorado la resistencia al corte interfacial de alrededor del 200 por ciento, con un aumento de la resistencia a la flexión de casi el 100 por ciento en comparación con las fibras no tratadas.

El Dr. Nazmul Karim, Becario de Intercambio de Conocimientos (Grafeno) en el Instituto Nacional del Grafeno, dijo: «Hemos estado trabajando en grafeno y otras fibras naturales basadas en materiales 2D durante varios años en el grupo del profesor Novoselov. Es genial traducir esa experiencia en alto desarrollo. Composites de fibras naturales de alto rendimiento «.

El Dr. Karim, que también concibió la idea y diseñó los experimentos de incorporación de grafeno al yute, agregó: «El yute, una vez conocido como ‘las fibras doradas de Bangladesh’, perdió su brillo en la década de 1980 después de que se introdujeran materiales sintéticos como el polietileno y los plásticos. Sin embargo, debido a las crecientes preocupaciones ambientales con los plásticos, el uso de fibras naturales como el yute está aumentando nuevamente.

«Además, el uso del yute en el interior de los automóviles por parte de los gigantes mundiales de los automóviles ha crecido rápidamente con una demanda actual de 100,000 toneladas al año. Creo que nuestras fibras de yute basadas en grafeno podrían desempeñar un papel muy importante para satisfacer la creciente demanda de productos más ecológicos. Productos amigables para diversas industrias «.

Vía: https://phys.org/news/2018-11-adding-graphene-jute-fibres-natural.html#jCp