Il-fibra tal-karbonju hija materjal ġdid inorganiku tal-fibra tal-polimeru inorganiku b'kontenut ta' karbonju 'l fuq minn 95%, b'densità baxxa, saħħa għolja, reżistenza għat-temperatura għolja, stabbiltà kimika għolja, kontra l-għeja, reżistenza għall-użu u proprjetajiet fiżiċi u kimiċi bażiċi eċċellenti oħra, u għandha attenwazzjoni għolja tal-vibrazzjoni, konduttività termali konduttiva tajba, prestazzjoni ta' lqugħ elettromanjetiku u koeffiċjent baxx ta' espansjoni termali u karatteristiċi oħra. Dawn il-proprjetajiet eċċellenti jagħmlu l-fibra tal-karbonju użata ħafna fl-ajruspazju, it-trasport ferrovjarju, il-manifattura tal-vetturi, l-armi u t-tagħmir, il-makkinarju tal-kostruzzjoni, il-kostruzzjoni tal-infrastruttura, l-inġinerija tal-baħar, l-inġinerija tal-pitrolju, l-enerġija mir-riħ, l-oġġetti sportivi u oqsma oħra.
Abbażi tal-ħtiġijiet strateġiċi nazzjonali tal-materjali tal-fibra tal-karbonju, iċ-Ċina elenkatha bħala waħda mit-teknoloġiji ewlenin tal-industriji emerġenti li huma ffukati fuq l-appoġġ. Fl-ippjanar nazzjonali tax-Xjenza u t-Teknoloġija "Tnax-il Ħamsa", it-teknoloġija tat-tħejjija u l-applikazzjoni tal-fibra tal-karbonju ta' prestazzjoni għolja hija waħda mit-teknoloġiji ewlenin tal-industriji emerġenti strateġiċi appoġġjati mill-istat. F'Mejju 2015, il-Kunsill tal-Istat ħareġ uffiċjalment "Magħmul fiċ-Ċina 2025", il-materjali l-ġodda bħala wieħed mill-oqsma ewlenin tal-promozzjoni u l-iżvilupp vigoruż, inklużi materjali strutturali ta' prestazzjoni għolja, kompożiti avvanzati huma l-fokus tal-iżvilupp fil-qasam ta' materjali ġodda. F'Ottubru 2015, il-Ministeru tal-Industrija u l-Industrija tal-Informazzjoni ppubblika uffiċjalment il-"Pjan Direzzjonali tat-Teknoloġija tal-Oqsma Ewlenin tal-Manifattura taċ-Ċina 2025", "fibra ta' prestazzjoni għolja u l-kompożiti tagħha" bħala materjal strateġiku ewlieni, l-għan għall-2020 huwa "kompożiti domestiċi tal-fibra tal-karbonju biex jissodisfaw ir-rekwiżiti tekniċi ta' ajruplani kbar u tagħmir importanti ieħor." F'Novembru 2016, il-Kunsill tal-Istat ħareġ il-pjan nazzjonali ta' Żvilupp Strateġiku tal-Industriji Emerġenti "Tlettax-Ħamsa", li indika b'mod ċar li jsaħħaħ l-appoġġ għall-kooperazzjoni upstream u downstream tal-industrija tal-materjali l-ġodda, fil-kompożiti tal-fibra tal-karbonju u oqsma oħra biex iwettaq dimostrazzjoni pilota ta' applikazzjoni kollaborattiva, u jibni pjattaforma ta' applikazzjoni kollaborattiva. F'Jannar 2017, il-Ministeru tal-Industrija u l-Iżvilupp, l-NDRC, ix-xjenza u t-teknoloġija, u l-Ministeru tal-Finanzi fformulaw b'mod konġunt il-"Gwida għall-iżvilupp ta' industriji ta' materjali ġodda", u pproponew li mill-2020, "fil-kompożiti tal-fibra tal-karbonju, azzar speċjali ta' kwalità għolja, materjali avvanzati ta' liga ħafifa u oqsma oħra biex jinkisbu aktar minn 70 industrijalizzazzjoni u applikazzjoni ewlenija ta' materjali ġodda, u jibni sistema ta' appoġġ għat-tagħmir tal-proċess li taqbel mal-livell ta' żvilupp tal-industrija tal-materjali l-ġodda taċ-Ċina."
Minħabba li l-fibra tal-karbonju u l-kompożiti tagħha għandhom rwol importanti fid-difiża nazzjonali u l-għajxien tan-nies, ħafna esperti jiffokaw fuq l-iżvilupp u l-analiżi tax-xejriet tar-riċerka tagħhom. Dr Zhou Hong irreveda l-kontribuzzjonijiet xjentifiċi u teknoloġiċi li għamlu x-xjenzati Amerikani fl-istadji bikrija tal-iżvilupp tat-teknoloġija tal-fibra tal-karbonju ta' prestazzjoni għolja, u skennja u rrapporta dwar 16-il applikazzjoni ewlenija u avvanzi teknoloġiċi reċenti tal-fibra tal-karbonju, u t-teknoloġija tal-produzzjoni, il-proprjetajiet u l-applikazzjoni tal-fibra tal-karbonju tal-poliakrilonitril u l-iżvilupp teknoloġiku attwali tagħha ġew riveduti minn Dr Wei Xin, eċċ. Jipproponi wkoll xi suġġerimenti kostruttivi għall-problemi eżistenti fl-iżvilupp tal-fibra tal-karbonju fiċ-Ċina. Barra minn hekk, ħafna nies wettqu riċerka dwar l-analiżi metroloġiċi ta' dokumenti u privattivi fil-qasam tal-fibra tal-karbonju u l-kompożiti tagħha. Pereżempju, Ma Xianglin u oħrajn mill-perspettiva tal-metroloġija mid-distribuzzjoni tal-privattivi tal-fibra tal-karbonju tal-1998-2017 u l-applikazzjoni tal-qasam tal-analiżi; Yang Sisi u oħrajn ibbażati fuq pjattaforma tal-innografija għat-tiftix globali tal-brevetti tad-drapp tal-fibra tal-karbonju u statistika tad-dejta, mix-xejra tal-iżvilupp annwali tal-brevetti, id-detenturi tal-brevetti, Il-hotspot tat-teknoloġija tal-brevetti u l-brevetti ewlenin tat-teknoloġija huma analizzati.
Mill-perspettiva tat-trajettorja tar-riċerka u l-iżvilupp tal-fibra tal-karbonju, ir-riċerka taċ-Ċina kważi sinkronizzata mad-dinja kollha, iżda l-iżvilupp huwa bil-mod, l-iskala tal-produzzjoni tal-fibra tal-karbonju ta' prestazzjoni għolja u l-kwalità meta mqabbla ma' pajjiżi barranin għandhom differenza, hemm bżonn urġenti li jitħaffef il-proċess ta' R&Ż, jiġi avvanzat it-tqassim strateġiku, u jinħatfu l-opportunitajiet futuri għall-iżvilupp tal-industrija. Għalhekk, dan id-dokument l-ewwel jinvestiga t-tqassim tal-proġetti tal-pajjiżi fil-qasam tar-riċerka tal-fibra tal-karbonju, sabiex jifhem l-ippjanar tar-rotot ta' R&Ż f'diversi pajjiżi, u t-tieni, minħabba li r-riċerka bażika u r-riċerka dwar l-applikazzjoni tal-fibra tal-karbonju hija importanti ħafna għar-riċerka teknika u l-iżvilupp tal-fibra tal-karbonju, għalhekk, Aħna nwettqu analiżi tal-metroloġija mir-riżultati tar-riċerka akkademika - dokumenti SCI u riżultati tar-riċerka applikata - privattivi fl-istess ħin biex niksbu fehim komprensiv tal-progress tar-R&Ż fil-qasam tal-fibra tal-karbonju, u biex niskennjaw l-iżviluppi riċenti tar-riċerka f'dan il-qasam għall-progress tar-R&Ż ta' Peep International Frontier. Fl-aħħar nett, abbażi tar-riżultati tar-riċerka ta' hawn fuq, qed jitressqu xi suġġerimenti għar-rotta tar-riċerka u l-iżvilupp fil-qasam tal-fibra tal-karbonju fiċ-Ċina.
2. Ċfibra tal-karbontqassim ta' proġett ta' riċerka ta'pajjiżi/reġjuni ewlenin
Il-pajjiżi ewlenin tal-produzzjoni tal-fibra tal-karbonju jinkludu l-Ġappun, l-Istati Uniti, il-Korea t'Isfel, xi pajjiżi Ewropej u t-Tajwan, iċ-Ċina. Pajjiżi b'teknoloġija avvanzata fl-istadju bikri tal-iżvilupp tat-teknoloġija tal-fibra tal-karbonju rrealizzaw l-importanza ta' dan il-materjal, wettqu tqassim strateġiku, u ppromovu b'mod vigoruż l-iżvilupp ta' materjali tal-fibra tal-karbonju.
2.1 Il-Ġappun
Il-Ġappun huwa l-aktar pajjiż żviluppat għat-teknoloġija tal-fibra tal-karbonju. It-3 kumpaniji f'Toray, Bong u Mitsubishi Liyang fil-Ġappun jirrappreżentaw madwar is-sehem tas-suq globali ta' 70%~80% tal-produzzjoni tal-fibra tal-karbonju. Madankollu, il-Ġappun jagħti importanza kbira liż-żamma tal-punti sodi tiegħu f'dan il-qasam, b'mod partikolari l-iżvilupp ta' fibri tal-karbonju bbażati fuq il-pan ta' prestazzjoni għolja u teknoloġiji li ma jagħmlux ħsara lill-enerġija u lill-ambjent, b'appoġġ uman u finanzjarju qawwi, u f'għadd ta' politiki bażiċi, inkluż il-pjan bażiku tal-enerġija, il-pjan strateġiku għat-tkabbir ekonomiku u l-Protokoll ta' Kjoto, għamlu dan proġett strateġiku li għandu jiġi avvanzat. Abbażi tal-Politika bażika nazzjonali tal-enerġija u l-Ambjent, il-Ministeru tal-Ekonomija, l-Industrija u l-Proprjetà tal-Ġappun ressaq il-"Programm ta' Riċerka u Żvilupp tat-Teknoloġija li Tiffranka l-Enerġija". Appoġġjat mill-politika ta' hawn fuq, l-industrija Ġappuniża tal-fibra tal-karbonju setgħet tiċċentralizza b'mod aktar effettiv l-aspetti kollha tar-riżorsi u tippromwovi s-soluzzjoni ta' problemi komuni fl-industrija tal-fibra tal-karbonju.
"L-iżvilupp tat-teknoloġija bħal materjali strutturali ġodda innovattivi" (2013-2022) huwa proġett implimentat taħt il-"proġett ta' riċerka dwar l-Iżvilupp Futur" fil-Ġappun biex jinkiseb b'mod sinifikanti l-iżvilupp tat-teknoloġija innovattiva meħtieġa tal-materjali strutturali u l-kombinazzjoni ta' materjali differenti, bl-għan ewlieni li jitnaqqas il-piż ħafif (nofs il-piż tal-karozza) tal-mezzi tat-trasport. U fl-aħħar tiġi realizzata l-applikazzjoni prattika tagħha. Wara li ħadet f'idejha l-proġett ta' riċerka u żvilupp fl-2014, l-Aġenzija għall-Iżvilupp tat-Teknoloġija Industrijali (NEDO) żviluppat diversi sottoproġetti li fihom l-għanijiet ġenerali tal-proġett ta' riċerka dwar il-Fibra tal-karbonju "Riċerka u żvilupp bażiku innovattiv dwar il-fibra tal-karbonju" kienu: li jiġu żviluppati komposti prekursuri ġodda tal-fibra tal-karbonju; li jiġi ċċarat il-mekkaniżmu tal-formazzjoni tal-istrutturi tal-karbonizzazzjoni; u li jiġu żviluppati u standardizzati metodi ta' valutazzjoni tal-fibra tal-karbonju. Il-proġett, immexxi mill-Università ta' Tokyo u li jinvolvi b'mod konġunt l-Istitut tat-Teknoloġija Industrijali (NEDO), Toray, Teijin, Dongyuan, u Mitsubishi Liyang, għamel progress sinifikanti f'Jannar 2016 u huwa avvanz ewlieni ieħor fil-qasam tal-fibra tal-karbonju bbażata fuq il-pan wara l-invenzjoni tal-"modalità Kondo" fil-Ġappun fl-1959.
2.2 L-Istati Uniti
L-Aġenzija ta' qabel ir-riċerka fid-difiża tal-Istati Uniti (DARPA) nediet il-proġett Advanced Structural Fiber fl-2006 bil-għan li tgħaqqad flimkien il-forza dominanti tar-riċerka xjentifika tal-pajjiż biex tiżviluppa fibri strutturali tal-ġenerazzjoni li jmiss ibbażati fuq fibri tal-karbonju. Appoġġjat minn dan il-proġett, it-tim ta' riċerka tal-Georgia Institute of Technology fl-Istati Uniti kiser it-teknoloġija tal-preparazzjoni tal-wajer mhux maħdum fl-2015, u żied il-modulu elastiku tagħha bi 30%, u b'hekk immarka lill-Istati Uniti bil-kapaċità ta' żvilupp tat-tielet ġenerazzjoni ta' fibra tal-karbonju.
Fl-2014, id-Dipartiment tal-Enerġija tal-Istati Uniti (DOE) ħabbar sussidju ta' 11.3 miljun dollaru għal żewġ proġetti dwar "proċessi katalitiċi f'diversi stadji għall-konverżjoni ta' zokkor tal-bijomassa mhux tajjeb għall-ikel f'akrilonitrile" u "riċerka u ottimizzazzjoni tal-akrilonitrile derivat mill-produzzjoni tal-bijomassa" biex jippromwovi l-użu ta' residwi agrikoli, Riċerka dwar materjali tal-fibra tal-karbonju rinnovabbli ta' prestazzjoni għolja kompetittivi fl-ispejjeż għall-produzzjoni ta' materja prima rinnovabbli mhux ibbażata fuq l-ikel, bħal bijomassa tal-injam, u pjanijiet biex inaqqsu l-ispiża tal-produzzjoni tal-fibri tal-karbonju rinnovabbli tal-bijomassa għal inqas minn $5/lb sal-2020.
F'Marzu 2017, id-Dipartiment tal-Enerġija tal-Istati Uniti reġa' ħabbar 3.74 miljun dollaru f'finanzjament ta' "proġett ta' Riċerka u Żvilupp ta' komponenti tal-fibra tal-karbonju bi prezz baxx" immexxi mill-Istitut tal-Amerika tal-Punent (WRI), li jiffoka fuq l-iżvilupp ta' komponenti tal-fibra tal-karbonju bi prezz baxx ibbażati fuq riżorsi bħall-faħam u l-bijomassa.
F'Lulju 2017, id-Dipartiment tal-Enerġija tal-Istati Uniti ħabbar finanzjament ta' 19.4 miljun dollaru biex jappoġġja r-riċerka u l-iżvilupp ta' vetturi avvanzati effiċjenti fl-enerġija, li 6.7 miljun minnhom jintużaw biex jiffinanzjaw il-preparazzjoni ta' fibri tal-karbonju bi prezz baxx bl-użu ta' materjali komputazzjonali, inkluż l-iżvilupp ta' metodi ta' evalwazzjoni fuq skala multipla għal teknoloġija integrata tal-kompjuter biex tivvaluta l-entużjażmu ta' prekursuri ġodda tal-fibra tal-karbonju, teorija funzjonali tad-densità assistita minn dinamika molekulari avvanzata, tagħlim awtomatiku u għodod oħra jintużaw biex jiżviluppaw għodod tal-kompjuter avvanzati biex itejbu l-effiċjenza tal-għażla ta' materja prima tal-fibra tal-karbonju bi prezz baxx.
2.3 L-Ewropa
L-industrija Ewropea tal-fibra tal-karbonju żviluppat fil-Ġappun u l-Istati Uniti fis-snin sebgħin jew tmenin tas-seklu 20, iżda minħabba t-teknoloġija u l-kapital, ħafna kumpaniji li jipproduċu fibra tal-karbonju waħda ma żammewx mal-perjodu ta' tkabbir għoli tad-domanda għall-fibra tal-karbonju wara 2000 sena u sparixxew. Il-kumpanija Ġermaniża SGL hija l-unika kumpanija fl-Ewropa li għandha sehem ewlieni mis-suq dinji tal-fibra tal-karbonju.
F'Novembru 2011, l-Unjoni Ewropea nediet il-Proġett Eucarbon, li għandu l-għan li jtejjeb il-kapaċitajiet tal-manifattura Ewropej fil-fibra tal-karbonju u materjali pre-impregnati għall-ajruspazju. Il-proġett dam 4 snin, b'investiment totali ta' 3.2 miljun ewro, u f'Mejju 2017 stabbilixxa b'suċċess l-ewwel linja ta' produzzjoni speċjali tal-fibra tal-karbonju tal-Ewropa għal applikazzjonijiet spazjali bħal satelliti, u b'hekk ippermetta lill-Ewropa titbiegħed mid-dipendenza tagħha fuq l-importazzjoni tal-prodott u tiżgura s-sikurezza tal-provvista tal-materjali.
Is-Seba' Qafas tal-UE jippjana li jappoġġja l-proġett "fibra tal-karbonju funzjonali fit-tħejjija ta' sistema prekursur ġdida bi prestazzjoni kosteffettiva u maniġġabbli" (FIBRALSPEC) (2014-2017) b'6.08 miljun ewro. Il-proġett ta' 4 snin, immexxi mill-Università Teknika Nazzjonali ta' Ateni, il-Greċja, bil-parteċipazzjoni ta' kumpaniji multinazzjonali bħall-Italja, ir-Renju Unit u l-Ukrajna, huwa ffukat fuq l-innovazzjoni u t-titjib tal-proċess ta' tħejjija kontinwa ta' fibri tal-karbonju bbażati fuq il-poliakrilonitril biex tinkiseb produzzjoni sperimentali ta' fibri tal-karbonju bbażati kontinwament fuq il-pan. Il-proġett temm b'suċċess l-iżvilupp u l-applikazzjoni tal-fibra tal-karbonju u teknoloġija komposta mtejba minn riżorsi polimeriċi organiċi rinnovabbli (bħal superkapaċitaturi, xelters ta' emerġenza rapida, kif ukoll magni prototipi mekkaniċi elettriċi rotatorji tal-kisi u żvilupp ta' linja ta' produzzjoni ta' nanofibri, eċċ.).
Numru dejjem jikber ta’ setturi industrijali, bħal dak tal-karozzi, tal-enerġija mir-riħ u tal-bini tal-vapuri, jeħtieġu kompożiti ħfief u ta’ prestazzjoni għolja, li huwa suq potenzjali enormi għall-industrija tal-fibra tal-karbonju. L-UE tinvesti 5.968 miljun ewro biex tniedi l-proġett Carboprec (2014-2017), li l-għan strateġiku tiegħu huwa li jiżviluppa prekursuri bi prezz baxx minn materjali rinnovabbli li huma preżenti b’mod wiesa’ fl-Ewropa u li jtejjeb il-produzzjoni ta’ fibri tal-karbonju ta’ prestazzjoni għolja permezz ta’ nanotubi tal-karbonju.
Il-programm ta’ riċerka Cleansky II tal-Unjoni Ewropea ffinanzja proġett ta’ “R&Ż dwar tajers komposti” (2017), immexxi mill-Istitut Fraunhofer għall-Produzzjoni u l-Affidabbiltà tas-Sistemi (LBF) fil-Ġermanja, li jippjana li jiżviluppa komponenti tar-roti ta’ quddiem għal ajruplani komposti rinforzati bil-fibra tal-karbonju għall-Airbus A320. L-għan huwa li jitnaqqas il-piż b’40% meta mqabbel mal-materjali tal-metall konvenzjonali. Il-proġett huwa ffinanzjat b’madwar EUR 200,000.
2.4 Il-Korea
Ir-Riċerka u l-Iżvilupp u l-Industrijalizzazzjoni tal-fibra tal-karbonju tal-Korea t'Isfel bdew tard, u fl-2006 bdew jidħlu formalment fl-istadju prattiku fl-2013, u rrevedew is-sitwazzjoni fejn il-fibra tal-karbonju Koreana kienet kollha dipendenti fuq l-importazzjonijiet. Għall-grupp xiaoxing lokali tal-Korea t'Isfel u Taiguang Business bħala r-rappreżentant tal-pijunieri tal-industrija involuti b'mod attiv fil-qasam tat-tqassim tal-industrija tal-fibra tal-karbonju, il-momentum tal-iżvilupp huwa qawwi. Barra minn hekk, il-bażi tal-produzzjoni tal-fibra tal-karbonju stabbilita minn Toray Japan fil-Korea kkontribwiet ukoll għas-suq tal-fibra tal-karbonju fil-Korea nnifisha.
Il-gvern Korean għażel li jagħmel il-Grupp Xiaoxing post ta' laqgħat għall-industriji innovattivi tal-fibra tal-karbonju. L-għan huwa li jiġi ffurmat raggruppament tal-industrija tal-materjal tal-fibra tal-karbonju, jiġi promoss l-iżvilupp ta' ekosistema ekonomika kreattiva fir-reġjun tat-Tramuntana kollu, l-għan aħħari huwa li tiġi ffurmata katina ta' produzzjoni one-stop ta' materjal tal-fibra tal-karbonju → partijiet → prodott lest, l-istabbiliment ta' raggruppament ta' inkubazzjoni tal-fibra tal-karbonju jista' jitqabbel ma' Silicon Valley fl-Istati Uniti, jiġu sfruttati swieq ġodda, jinħoloq valur miżjud ġdid, u tintlaħaq il-mira ta' $10 biljun f'esportazzjonijiet ta' prodotti relatati mal-fibra tal-karbonju (ekwivalenti għal madwar 55.2 biljun wan) sal-2020.
3. analiżi tar-riċerka globali dwar il-fibra tal-karbonju u l-output tar-riċerka
Din is-sottotaqsima tgħodd id-dokumenti tal-SCI relatati mar-riċerka dwar il-fibra tal-karbonju u r-riżultati tal-brevetti DII mill-2010, sabiex tanalizza r-riċerka akkademika u r-riċerka u l-iżvilupp industrijali tat-teknoloġija globali tal-fibra tal-karbonju fl-istess ħin, u tifhem bis-sħiħ il-progress tar-riċerka u l-iżvilupp tal-fibra tal-karbonju internazzjonalment.
Dejta derivata mid-database Scie u d-database Dewent fid-database web of Science ippubblikata minn Clarivate Analytics; medda ta' żmien għall-irkupru: 2010-2017; data tal-irkupru: 1 ta' Frar, 2018.
Strateġija għall-Irkupru tal-Karta SCI: Ts=((fibra tal-karbonju* jew fibra tal-karbonju* jew ("fibra tal-karbonju*" mhux "fibreglass tal-karbonju") jew "fibra tal-karbonju*" jew "filament tal-karbonju*" jew ((poliakrilonitril jew żift) u "prekursur*" u fibra*) jew ("fibra tal-grafita*")) mhux ("karbonju tal-bambu")).
Strateġija ta' Tiftix għal Brevetti Dewent: Ti=((fibra tal-karbonju* jew Fibra tal-karbonju* jew ("Fibra tal-karbonju*" mhux "Fibra tal-ħġieġ tal-karbonju") jew "fibra tal-karbonju*" jew "filament tal-karbonju*" jew ((poliakrilonitril jew żift) u "prekursur*" u fibra*) jew ("fibra tal-grafita*")) mhux ("karbonju tal-bambu")) jew TS=((fibra tal-karbonju* jew Fibra tal-karbonju* jew ("Fibra tal-karbonju*" mhux "Fibra tal-ħġieġ tal-karbonju") jew "fibra tal-karbonju*" jew "filament tal-karbonju*" jew ((poliakrilonitril jew żift) u "prekursur*" u fibra*) jew ("fibra tal-grafita*")) mhux ("karbonju tal-bambu")) u IP=(D01F-009/12 jew D01F-009/127 jew D01F-009/133 jew D01F-009/14 jew D01F-009/145 jew D01F-009/15 jew D01F-009/155 jew D01F-009/16 jew D01F-009/17 jew D01F-009/18 jew D01F-009/20 jew D01F-009/21 jew D01F-009/22 jew D01F-009/24 jew D01F-009/26 jew D01F-09/28 jew D01F-009/30 jew D01F-009/32 jew C08K-007/02 jew C08J-005/04 jew C04B-035/83 jew D06M-014/36 jew D06M-101/40 jew D21H-013/50 jew H01H-001/027 jew H01R-039/24).
3.1 xejra
Mill-2010 'l hawn, ġew ippubblikati 16,553 dokument rilevanti madwar id-dinja, u ġew applikati 26390 brevett ta' invenzjoni, li kollha juru xejra kostanti 'l fuq minn sena għal sena (Figura 1).
3.2 Distribuzzjoni skont il-pajjiż jew ir-reġjun
L-aqwa 10 istituzzjonijiet bl-akbar produzzjoni ta' riċerka globali dwar il-fibra tal-karbonju huma miċ-Ċina, li minnhom l-aqwa 5 huma: l-Akkademja Ċiniża tax-Xjenzi, l-Istitut tat-Teknoloġija ta' Harbin, l-Università tat-Teknoloġija tal-Majjistral, l-Università ta' Donghua, l-Istitut tal-Ajrunawtika u l-Astronawtika ta' Beijing. Fost l-istituzzjonijiet barranin, l-Istitut Indjan tat-Teknoloġija, l-Università ta' Tokyo, l-Università ta' Bristol, l-Università ta' Monash, l-Università ta' Manchester u l-Istitut tat-Teknoloġija tal-Georgia jikklassifikaw bejn l-10 u l-20 (Fig. 3).
Fin-numru ta' applikazzjonijiet għal privattivi fl-aqwa 30 istituzzjoni, il-Ġappun għandu 5, u 3 minnhom huma fl-aqwa ħamsa, il-kumpanija Toray ikklassifikat fl-ewwel post, segwita minn Mitsubishi Liyang (it-2), Teijin (ir-4), East State (l-10), il-Japan Toyo Textile Company (l-24), iċ-Ċina għandha 21 istituzzjoni, Sinopec Group għandha l-akbar numru ta' privattivi, u kklassifika fit-tielet post, It-tieni, Harbin Institute of Technology, Henan Ke Letter cable company, Donghua University, China Shanghai Petrochemical, Beijing Chemical Industry, eċċ., l-Akkademja tax-Xjenzi Ċiniża Shanxi Coal applikazzjoni għall-invenzjoni Patent 66, ikklassifikat fis-27 post, l-istituzzjonijiet tal-Korea t'Isfel għandhom 2, li minnhom Xiaoxing Co., Ltd. ikklassifikat fl-ewwel post, u kklassifikat fit-8 post.
L-istituzzjonijiet tal-output, l-output tal-karta prinċipalment minn universitajiet u istituzzjonijiet ta' riċerka xjentifika, l-output tal-brevetti prinċipalment mill-kumpanija, jista' jidher li l-manifattura tal-fibra tal-karbonju hija industrija ta' teknoloġija għolja, bħala l-korp ewlieni tal-Iżvilupp tal-Industrija tar-Riċerka u Żvilupp tal-fibra tal-karbonju, il-kumpanija tagħti importanza kbira lill-protezzjoni tat-teknoloġija tar-Riċerka u Żvilupp tal-fibra tal-karbonju, speċjalment iż-żewġ kumpaniji ewlenin fil-Ġappun, In-numru ta' brevetti huwa ferm 'il quddiem.
3.4 Punti ta' Riċerka Ewlenin
Dokumenti ta' riċerka dwar il-fibra tal-karbonju jkopru l-biċċa l-kbira tas-suġġetti ta' riċerka: Komposti tal-fibra tal-karbonju (inklużi kompożiti rinfurzati bil-fibra tal-karbonju, kompożiti matriċi tal-polimeri, eċċ.), riċerka dwar il-proprjetajiet mekkaniċi, analiżi tal-elementi finiti, nanotubi tal-karbonju, delaminazzjoni, tisħiħ, għeja, mikrostruttura, għażil elettrostatiku, trattament tal-wiċċ, adsorbiment u oħrajn. Dokumenti li jittrattaw dawn il-kliem kjavi jammontaw għal 38.8% tan-numru totali ta' dokumenti.
Il-brevetti tal-invenzjoni tal-fibra tal-karbonju jkopru l-biċċa l-kbira tas-suġġetti relatati mal-preparazzjoni tal-fibra tal-karbonju, it-tagħmir tal-produzzjoni u l-materjali komposti. Fost dawn, il-Ġappun Toray, Mitsubishi Liyang, Teijin u kumpaniji oħra fil-"komposti polimeriċi rinforzati bil-fibra tal-karbonju" fil-qasam tat-tqassim tekniku importanti, barra minn hekk, Toray u Mitsubishi Liyang fil-"Produzzjoni tal-poliakrilonitril tal-fibra tal-karbonju u tagħmir tal-produzzjoni", "b'nitrile mhux saturat, bħal poliakrilonitril, polivinilidene cyanide etilene produzzjoni tal-fibra tal-karbonju" u teknoloġiji oħra għandhom proporzjon kbir tat-tqassim tal-brevetti, u l-kumpanija Ġappuniża Teijin fil-"kompożiti tal-fibra tal-karbonju u komposti tal-ossiġnu" għandha proporzjon akbar tat-tqassim tal-brevetti.
Il-Grupp Sinopec taċ-Ċina, l-Università Kimika ta' Beijing, l-Akkademja tax-Xjenzi Ċiniża ta' Ningbo Materials fil-"produzzjoni tal-poliakrilonitrile tal-fibra tal-karbonju u tagħmir tal-produzzjoni" għandhom proporzjon kbir tat-tqassim tal-brevetti; Barra minn hekk, l-Università tal-Inġinerija Kimika ta' Beijing, l-Istitut Kimiku tal-Faħam ta' Shanxi tal-Akkademja tax-Xjenzi Ċiniża u l-Akkademja tax-Xjenzi Ċiniża ta' Ningbo bit-tqassim ewlieni tat-teknoloġija "L-użu ta' fibra ta' elementi inorganiċi bħala l-ingredjenti tal-preparazzjoni ta' komposti polimeriċi" għandhom l-Istitut tat-Teknoloġija ta' Harbin jiffoka fuq it-tqassim ta' "trattament tal-fibra tal-karbonju", "fibra tal-karbonju u komposti li fihom l-ossiġnu" u teknoloġiji oħra.
Barra minn hekk, mill-istatistika annwali tad-distribuzzjoni statistika tal-brevetti globali nstab li numru ta’ hot spots ġodda bdew jitfaċċaw fl-aħħar tliet snin, bħal: “Kompożizzjonijiet ta’ poliamidi miksuba mill-formazzjoni ta’ reazzjoni ta’ twaħħil karbossilat fil-katina prinċipali”, “kompożizzjonijiet tal-poliester mill-formazzjoni ta’ bonds ta’ ester ta’ aċidu karbossiliku 1 fil-katina prinċipali”, “materjal kompost ibbażat fuq materjali sintetiċi”, “aċidu karbossiliku ċikliku li fih komposti ta’ ossiġnu bħala ingredjenti ta’ kompożiti tal-fibra tal-karbonju”, “f’forma tridimensjonali ta’ solidifikazzjoni jew trattament ta’ materjali tat-tessuti”, “etere mhux saturat, aċetal, semi-aċetal, keton jew aldeid permezz tar-reazzjoni ta’ bond mhux saturat karbonju-karbonju biss għall-produzzjoni ta’ Komposti polimeriċi”, “pajp jew kejbil ta’ materjal adjabatiku”, “Komposti tal-fibra tal-karbonju b’esteri tal-fosfat bħala ingredjenti” u oħrajn.
Fi snin reċenti, ħarġet riċerka u żvilupp fis-settur tal-fibra tal-karbonju, bil-biċċa l-kbira tal-avvanzi ġejjin mill-Istati Uniti u l-Ġappun. L-aħħar teknoloġiji avvanzati jiffokaw mhux biss fuq il-produzzjoni u t-teknoloġija tal-preparazzjoni tal-fibra tal-karbonju, iżda wkoll fuq applikazzjonijiet f'firxa usa' ta' materjali tal-karozzi, bħal materjali ħfief, stampar 3D, u ġenerazzjoni tal-enerġija. Barra minn hekk, ir-riċiklaġġ u r-riċiklaġġ ta' materjali tal-fibra tal-karbonju, il-preparazzjoni tal-fibra tal-karbonju tal-lignin tal-injam u kisbiet oħra għandhom prestazzjoni brillanti. Ir-riżultati rappreżentattivi huma deskritti hawn taħt:
1) L-Istitut tat-Teknoloġija tal-Georgia tal-Istati Uniti jwettaq avvanz fit-teknoloġiji tal-fibra tal-karbonju tat-tielet ġenerazzjoni
F'Lulju 2015, bil-finanzjament tad-DARPA, l-Istitut tat-Teknoloġija tal-Georgia, bit-teknika innovattiva tiegħu tal-għażil tal-ġel tal-fibra tal-karbonju bbażata fuq pan, żied b'mod sinifikanti l-modulu tiegħu, u qabeż il-fibra tal-karbonju Hershey IM7, li issa tintuża ħafna fl-ajruplani militari, u b'hekk immarka t-tieni pajjiż fid-dinja li ħakem it-tielet ġenerazzjoni tat-teknoloġija tal-fibra tal-karbonju wara l-Ġappun.
Is-saħħa tat-tensjoni tal-fibra tal-karbonju tal-għażil tal-ġel magħmula minn Kumarz tilħaq 5.5 sa 5.8Gpa, u l-modulu tat-tensjoni huwa bejn 354-375gpa. "Din hija l-fibra kontinwa li ġiet irrappurtata bl-ogħla saħħa u modulu ta' prestazzjoni komprensiva. Fil-mazz ta' filament qasir, is-saħħa tat-tensjoni sa 12.1Gpa, l-istess hija l-ogħla fibra tal-karbonju tal-poliakrilonitril."
2) Teknoloġija tat-tisħin bil-mewġ elettromanjetiku
Fl-2014, Nedo żviluppat teknoloġija ta' tisħin permezz ta' mewġ elettromanjetiku. It-teknoloġija ta' karbonizzazzjoni permezz ta' mewġ elettromanjetiku tirreferi għall-użu tat-teknoloġija ta' tisħin permezz ta' mewġ elettromanjetiku għall-karbonizzazzjoni tal-fibra taħt pressjoni atmosferika. Il-prestazzjoni tal-fibra tal-karbonju miksuba hija bażikament l-istess bħal dik tal-fibra tal-karbonju prodotta permezz ta' tisħin f'temperatura għolja, il-modulu elastiku jista' jilħaq aktar minn 240GPA, u t-titwil fil-ksur huwa aktar minn 1.5%, li huwa l-ewwel suċċess fid-dinja.
Il-materjal li jixbah il-fibra huwa karbonizzat permezz ta' mewġ elettromanjetiku, sabiex it-tagħmir tal-forn tal-karbonizzazzjoni użat għat-tisħin f'temperatura għolja ma jkunx meħtieġ. Dan il-proċess mhux biss inaqqas il-ħin meħtieġ għall-karbonizzazzjoni, iżda wkoll inaqqas il-konsum tal-enerġija u jnaqqas l-emissjonijiet tas-CO2.
3) kontroll fin tal-proċess ta' karbonizzazzjoni
F'Marzu 2014, Toray ħabbret l-iżvilupp b'suċċess tal-fibra tal-karbonju t1100g. Toray tuża t-teknoloġija tradizzjonali tal-ispinning b'soluzzjoni pan biex tikkontrolla b'mod fin il-proċess ta' karbonizzazzjoni, ittejjeb il-mikrostruttura tal-fibra tal-karbonju fuq in-nanoskala, tikkontrolla l-orjentazzjoni mikrokristallina tal-grafita, id-daqs mikrokristallin, id-difetti u l-bqija fil-fibra wara l-karbonizzazzjoni, sabiex is-saħħa u l-modulu elastiku jkunu jistgħu jitjiebu ħafna. Is-saħħa tat-tensjoni ta' t1100g hija 6.6GPa, li hija 12% ogħla minn dik ta' T800, u l-modulu elastiku huwa 324GPa u żdied b'10%, li qed tidħol fl-istadju tal-industrijalizzazzjoni.
4) Teknoloġija tat-Trattament tal-Wiċċ
L-Università Statali ta' Teijin East żviluppat b'suċċess teknoloġija ta' trattament tal-wiċċ bil-plażma li tista' tikkontrolla d-dehra tal-fibra tal-karbonju fi ftit sekondi biss. Din it-teknoloġija ġdida tissimplifika b'mod sinifikanti l-proċess kollu tal-produzzjoni u tnaqqas il-konsum tal-enerġija b'50% meta mqabbla mat-teknoloġija eżistenti ta' trattament tal-wiċċ għal soluzzjonijiet akwei elettrolitiċi. Barra minn hekk, wara t-trattament bil-plażma, instab li l-adeżjoni tal-fibra u l-matriċi tar-reżina tjiebet ukoll.
5) studju dwar ir-rata ta' żamma tas-saħħa tat-tensjoni tal-fibra tal-karbonju f'ambjent ta' grafita f'temperatura għolja
Il-materjali ta' Ningbo wettqu b'suċċess studju dettaljat dwar l-analiżi tal-proċess, ir-riċerka tal-istruttura u l-ottimizzazzjoni tal-prestazzjoni tal-fibra tal-karbonju domestika ta' saħħa għolja u modalità għolja, speċjalment ix-xogħol ta' riċerka dwar ir-rata ta' żamma tas-saħħa tat-tensjoni tal-fibra tal-karbonju f'ambjent tal-grafita f'temperatura għolja, u l-preparazzjoni reċenti b'suċċess ta' fibra tal-karbonju ta' saħħa għolja u modulu ogħla b'saħħa tat-tensjoni 5.24GPa u volum ta' modulu tat-tensjoni 593GPa, Għadha għandha l-vantaġġ tas-saħħa tat-tensjoni meta mqabbla mal-fibra tal-karbonju iffurmata ħafna ta' saħħa għolja Toray m60j tal-Ġappun (saħħa tat-tensjoni 3.92GPa, modulu tat-tensjoni 588GPa).
6) Grafita tal-majkrowejv
Yongda Advanced Materials żviluppat b'suċċess it-teknoloġija tal-grafita b'temperatura ultra-għolja bi privattiva esklussiva tal-Istati Uniti, il-produzzjoni ta' fibra tal-karbonju ta' ordni medja u ogħla, u rnexxielha tegħleb it-tliet ostakli fl-iżvilupp tal-fibra tal-karbonju ta' ordni għolja. It-tagħmir tal-grafita huwa għali u taħt kontroll internazzjonali, id-diffikultajiet fit-teknoloġija kimika tal-ħarir mhux ipproċessat, ir-rendiment tal-produzzjoni huwa baxx u l-ispiża għolja. S'issa, Yongda żviluppat 3 tipi ta' fibri tal-karbonju, li kollha żiedu s-saħħa u l-modulu tal-fibra tal-karbonju oriġinali ta' grad relattivament baxx għal għoli ġdid.
7) Proċess ġdid ta' tidwib tal-għażil ta' wajer mhux maħdum tal-fibra tal-karbonju bbażat fuq pan minn Fraunhofer, il-Ġermanja
L-Istitut Fraunhofer tal-Polimeri Applikati (Applied polymer Research, IAP) ħabbar dan l-aħħar li se juri l-aħħar teknoloġija Comcarbon fil-Berlin Air Show Ila fil-25 u d-29 ta' April 2018. Din it-teknoloġija tnaqqas ħafna l-ispiża tal-produzzjoni tal-fibra tal-karbonju prodotta bil-massa.
Fig. 4 Tidwib ta' wajer mhux maħdum.
Huwa magħruf sew li fil-proċessi tradizzjonali, nofs l-ispiża tal-produzzjoni tal-fibra tal-karbonju bbażata fuq il-pan tiġi kkunsmata fil-proċess tal-produzzjoni tal-wajer mhux maħdum. Minħabba l-inkapaċità tal-wajer mhux maħdum li jdub, irid jiġi prodott bl-użu ta' proċess ta' għażil b'soluzzjoni għalja (Solution Spinning). "Għal dan il-għan, żviluppajna proċess ġdid għall-produzzjoni ta' ħarir mhux maħdum ibbażat fuq il-pan, li jista' jnaqqas l-ispiża tal-produzzjoni tal-wajer mhux maħdum b'60%. Dan huwa proċess ta' għażil bit-tidwib ekonomiku u fattibbli, bl-użu ta' kopolimeru mdewweb ibbażat fuq il-pan żviluppat apposta. "Spjega Dr. Johannes Ganster, Ministru tal-Polimeri bijoloġiċi fl-Istitut Fraunhofer IAP.
8) Teknoloġija tal-ossidazzjoni tal-plażma
4M Carbon fiber ħabbret li se tuża t-teknoloġija tal-ossidazzjoni tal-plażma biex timmanifattura u tbigħ fibra tal-karbonju ta’ kwalità għolja u bi prezz baxx bħala fokus strateġiku, mhux biss biex tilliċenzja t-teknoloġija. 4M issostni li t-teknoloġija tal-ossidazzjoni tal-plażma hija 3 darbiet aktar mgħaġġla mit-teknoloġija tal-ossidazzjoni konvenzjonali, filwaqt li l-użu tal-enerġija huwa inqas minn terz tat-teknoloġija tradizzjonali. U d-dikjarazzjonijiet ġew ivvalidati minn ħafna produtturi internazzjonali tal-fibra tal-karbonju, li qed jikkonsultaw ma’ numru mill-akbar manifatturi tal-fibra tal-karbonju u produtturi tal-karozzi fid-dinja biex jipparteċipaw bħala inizjaturi tal-produzzjoni ta’ fibri tal-karbonju bi prezz baxx.
9) Fibra Nano taċ-Ċelluloża
L-Università ta’ Kyoto fil-Ġappun, flimkien ma’ diversi fornituri ewlenin ta’ komponenti bħall-kumpanija tal-installazzjoni elettrika (l-akbar fornitur ta’ Toyota) u Daikyonishikawa Corp., qed taħdem fuq l-iżvilupp ta’ materjali tal-plastik li jikkombinaw nanofibri taċ-ċelluloża. Dan il-materjal isir billi l-polpa tal-injam tinkiser fi ftit mikroni (1 għal kull elf mm). Il-piż tal-materjal il-ġdid huwa biss wieħed minn ħamsa tal-piż tal-azzar, iżda s-saħħa tiegħu hija ħames darbiet dik tal-azzar.
10) korp ta' quddiem tal-fibra tal-karbonju magħmul minn materja prima tal-polyolefin u l-lignin
Il-Laboratorju Nazzjonali Oak Ridge fl-Istati Uniti ilu jaħdem fuq riċerka dwar il-fibra tal-karbonju bi prezz baxx mill-2007, u żviluppa korpi ta' quddiem tal-fibra tal-karbonju għal materja prima tal-polyolefin u l-lignin, kif ukoll teknoloġiji avvanzati ta' pre-ossidazzjoni tal-plażma u karbonizzazzjoni tal-microwave.
11) Il-polimeru l-ġdid (polimeru prekursur) ġie żviluppat billi tneħħa t-trattament refrattorju
Fil-metodu tal-manifattura mmexxi mill-Università ta' Tokyo, ġie żviluppat polimeru ġdid (polimeru prekursur) biex jitneħħa t-trattament refrattorju. Il-punt ewlieni huwa li wara li l-polimeru jiġi mdawwar f'ħarir, ma jwettaqx it-trattament refrattorju oriġinali, iżda jikkawża li jossidizza fis-solvent. L-apparat tat-tisħin bil-microwave imbagħad jissaħħan għal aktar minn 1000 ℃ għall-karbonizzazzjoni. Il-ħin tat-tisħin jieħu biss 2-3 minuti. Wara t-trattament tal-karbonizzazzjoni, il-plażma tintuża wkoll biex twettaq it-trattament tal-wiċċ, sabiex tkun tista' ssir il-fibra tal-karbonju. It-trattament bil-plażma jieħu inqas minn 2 minuti. B'dan il-mod, il-ħin oriġinali tas-sinterizzazzjoni ta' 30-60 minuta jista' jitnaqqas għal madwar 5 minuti. Fil-metodu l-ġdid tal-manifattura, it-trattament bil-plażma jitwettaq biex tittejjeb ir-rabta bejn il-fibra tal-karbonju u r-reżina termoplastika bħala materjal bażi CFRP. Il-modulu elastiku tat-tensjoni tal-fibra tal-karbonju manifatturata bil-metodu l-ġdid tal-manifattura huwa 240GPa, is-saħħa tat-tensjoni hija 3.5GPa u t-titwil jilħaq 1.5%. Dawn il-valuri huma l-istess livell bħall-fibra tal-karbonju Toray Universal grade T300 użata għal oġġetti sportivi, eċċ.
12) riċiklaġġ u utilizzazzjoni ta' materjali tal-fibra tal-karbonju bl-użu ta' proċess ta' sodda fluwidizzata
Mengran Meng, l-ewwel awtur tal-istudju, qal: "L-irkupru tal-fibra tal-karbonju jnaqqas l-impatt fuq l-ambjent meta mqabbel mal-produzzjoni tal-fibra tal-karbonju mhux ipproċessata, iżda hemm għarfien limitat dwar it-teknoloġiji potenzjali tar-riċiklaġġ u l-fattibbiltà ekonomika tal-użu tar-riċiklaġġ tal-fibra tal-karbonju. "Ir-riċiklaġġ jieħu żewġ stadji: il-fibri l-ewwel iridu jiġu rkuprati mill-kompożiti tal-fibra tal-karbonju u dekomposti termalment permezz ta' materjali tat-tħin mekkaniku jew bl-użu ta' piroliżi jew proċessi ta' sodda fluwidizzata. Dawn il-metodi jneħħu l-parti tal-plastik tal-materjal kompost, u jħallu l-fibra tal-karbonju, li mbagħad tista' tiġi kkonvertita f'twapet tal-fibra mħabbla bl-użu tat-teknoloġija tal-manifattura tal-karta mxarrba, jew organizzata mill-ġdid f'fibri direzzjonali.
Ir-riċerkaturi kkalkulaw li l-fibra tal-karbonju tista' tiġi rkuprata minn skart kompost tal-fibra tal-karbonju bl-użu ta' proċess ta' sodda fluwidizzata, li jeħtieġ biss 5 dollari/kg u inqas minn 10% tal-enerġija meħtieġa għall-manifattura tal-fibra tal-karbonju primarja. Il-fibri tal-karbonju riċiklati prodotti minn proċessi ta' sodda fluwidizzata bilkemm inaqqsu l-modulu, u s-saħħa tat-tensjoni titnaqqas bi 18% sa 50% meta mqabbla mal-fibri tal-karbonju primarji, u dan jagħmilhom adattati għal applikazzjonijiet li jeħtieġu ebusija għolja aktar milli saħħa. "Il-fibri tal-karbonju riċiklati jistgħu jkunu adattati għal applikazzjonijiet mhux strutturali li jeħtieġu piż ħafif, bħall-industriji tal-karozzi, tal-kostruzzjoni, tar-riħ u tal-isports," qal Meng.
13) Teknoloġija ġdida għar-riċiklaġġ tal-fibra tal-karbonju żviluppata fl-Istati Uniti
F'Ġunju 2016, riċerkaturi fl-Istitut tat-Teknoloġija tal-Georgia fl-Istati Uniti xarbu fibra tal-karbonju f'solvent li fih l-alkoħol biex iħoll ir-reżina epossidika, il-fibri separati u r-reżini epossidiċi jistgħu jerġgħu jintużaw, ir-realizzazzjoni b'suċċess tal-irkupru tal-fibra tal-karbonju.
F'Lulju 2017, l-Università Statali ta' Washington żviluppat ukoll teknoloġija ta' rkupru tal-fibra tal-karbonju, bl-użu ta' aċidu dgħajjef bħala katalist, l-użu ta' etanol likwidu f'temperaturi relattivament baxxi biex jiddekomponi materjali termosetting, il-fibra tal-karbonju dekomposta u r-reżina huma ppreservati separatament, u jistgħu jitpoġġew fir-riproduzzjoni.
14) Żvilupp tat-teknoloġija tal-linka tal-fibra tal-karbonju għall-istampar 3D fil-laboratorju LLNL, l-Istati Uniti
F'Marzu 2017, il-Laboratorju Nazzjonali Lawrence Livemore (LLNL) fl-Istati Uniti żviluppa l-ewwel komposti tal-fibra tal-karbonju ta' prestazzjoni għolja u ta' grad ta' avjazzjoni stampati bi 3D. Huma użaw metodu ta' stampar 3D ta' trasmissjoni diretta tal-linka (DIW) biex joħolqu strutturi tridimensjonali kumplessi li tejbu ħafna l-veloċità tal-ipproċessar għall-użu fil-kompetizzjonijiet tal-karozzi, tal-ajruspazju, tad-difiża, u tal-muturi u s-surfing.
15) L-Istati Uniti, il-Korea u ċ-Ċina jikkooperaw fl-iżvilupp tal-fibra tal-karbonju għall-ġenerazzjoni tal-enerġija
F'Awwissu 2017, il-kampus ta' Dallas tal-Università ta' Texas, l-Università ta' Hanyang fil-Korea, l-Università ta' Nankai fiċ-Ċina u istituzzjonijiet oħra kkollaboraw fl-iżvilupp ta' materjal tal-ħajta tal-fibra tal-karbonju għall-ġenerazzjoni tal-enerġija. Il-ħajta l-ewwel tiġi mxarrba f'soluzzjonijiet elettrolitiċi bħal ilma mielaħ, li jippermetti li l-joni fl-elettrolit jeħlu mal-wiċċ tan-nanotubi tal-karbonju, li jistgħu jiġu kkonvertiti f'enerġija elettrika meta l-ħajta tiġi ssikkata jew imġebbda. Il-materjal jista' jintuża fi kwalunkwe post b'enerġija kinetika affidabbli u huwa adattat biex jipprovdi enerġija lis-sensuri tal-IoT.
16) Progress ġdid fir-riċerka tal-fibra tal-karbonju tal-lignin tal-injam miksuba miċ-Ċiniżi u l-Amerikani rispettivament
F'Marzu 2017, it-tim speċjali tal-fibra tal-Istitut tat-Teknoloġija u l-Inġinerija tal-Materjali ta' Ningbo ħejja kopolimeru tal-lignin-akrilonitril b'spinabilità tajba u stabbiltà termali bl-użu ta' teknoloġija ta' modifika f'żewġ stadji ta' esterifikazzjoni u kopolimerizzazzjoni ta' radikali ħielsa. Filamenti kontinwi ta' kwalità għolja nkisbu bl-użu tal-kopolimeru u l-proċess ta' spintura mxarrba, u l-fibra tal-karbonju kompatta nkisbet wara stabbilizzazzjoni termali u trattament ta' karbonizzazzjoni.
F'Awwissu 2017, it-tim ta' riċerka ta' Birgitte ahring fl-Università ta' Washington fl-Istati Uniti ħallat il-lignin u l-poliakrilonitril fi proporzjonijiet differenti, u mbagħad uża t-teknoloġija tal-għażil bit-tidwib biex jikkonverti l-polimeri mħallta f'fibri tal-karbonju. L-istudju sab li l-lignin miżjud mal-20%∼30% ma affettwax is-saħħa tal-fibra tal-karbonju u kien mistenni li jintuża fil-produzzjoni ta' materjali tal-fibra tal-karbonju bi prezz aktar baxx għal partijiet tal-karozzi jew tal-ajruplani.
Fi tmiem l-2017, il-Laboratorju Nazzjonali tal-Enerġija Rinnovabbli (NREL) ħareġ riċerka dwar il-manifattura tal-akrilonitril bl-użu ta' partijiet tal-iskart tal-pjanti, bħat-tiben tal-qamħirrum u t-tiben tal-qamħ. L-ewwel ikissru l-materjali tal-pjanti f'zokkor u mbagħad jikkonvertuhom f'aċidi, u jikkombinawhom ma' katalisti rħas biex jipproduċu prodotti fil-mira.
17) Il-Ġappun jiżviluppa l-ewwel xażi tal-karozzi komposta termoplastika rinforzata bil-fibra tal-karbonju
F'Ottubru 2017, l-Aġenzija tar-Riċerka u l-Iżvilupp tal-Industrija tal-Enerġija tal-Ġappun integrata fit-teknoloġija l-ġdida u ċ-Ċentru Nazzjonali tar-Riċerka dwar il-Komposti tal-Università ta' Nagoya żviluppaw b'suċċess l-ewwel xażi tal-karozzi kompost termoplastiku rinfurzat bil-fibra tal-karbonju fid-dinja. Huma jużaw proċess awtomatiku ta' molding dirett onlajn ta' kompositi termoplastiċi rinfurzati b'fibra twila, taħlit kontinwu ta' partiċelli tal-fibra tal-karbonju u reżina termoplastika, manifatturaw kompositi rinfurzati bil-fibra, u mbagħad permezz ta' konnessjoni ta' tisħin u tidwib, il-produzzjoni b'suċċess ta' xażi tal-karozzi CFRP termoplastiku.
5. suġġerimenti dwar ir-R&Ż tat-teknoloġija tal-fibra tal-karbonju fiċ-Ċina
5.1 Tqassim li jħares 'il quddiem, orjentat lejn il-miri, iffukat fuq it-tkissir tat-tielet ġenerazzjoni tat-teknoloġija tal-fibra tal-karbonju
It-teknoloġija tat-tieni ġenerazzjoni tal-fibra tal-karbonju taċ-Ċina għadha mhijiex avvanz komprensiv, pajjiżna għandu jipprova jkun tqassim li jħares 'il quddiem li jgħaqqad flimkien l-istituzzjonijiet ta' riċerka rilevanti tagħna, iffukat fuq il-qbid ta' teknoloġiji ewlenin, il-fokus tat-tielet ġenerazzjoni tar-riċerka u l-iżvilupp tat-teknoloġija tal-preparazzjoni tal-fibra tal-karbonju ta' prestazzjoni għolja (jiġifieri applikabbli għall-ajruspazju ta' saħħa għolja, teknoloġija tal-fibra tal-karbonju ta' modulu għoli), u t-teknoloġija tal-materjal kompost tal-fibra tal-karbonju żviluppata, inkluż għall-karozzi, il-kostruzzjoni u t-tiswija u preparazzjoni oħra tal-fibra tal-karbonju ħafifa, bi prezz baxx, teknoloġija tal-manifattura addittiva materjal kompost tal-fibra tal-karbonju, teknoloġija tar-riċiklaġġ u teknoloġiji ta' prototipazzjoni rapida.
5.2 Organizzazzjoni ta' koordinazzjoni, tisħiħ tal-appoġġ, twaqqif ta' proġetti tekniċi ewlenin biex jappoġġjaw kontinwament ir-riċerka kollaborattiva
Fil-preżent, hemm ħafna istituzzjonijiet fiċ-Ċina li jwettqu riċerka dwar il-fibra tal-karbonju, iżda l-poter huwa mxerred, u m'hemm l-ebda mekkaniżmu unifikat ta' organizzazzjoni tar-Riċerka u l-Iżvilupp u appoġġ qawwi għall-finanzjament għal koordinazzjoni effettiva. Meta wieħed iqis l-esperjenza ta' żvilupp tal-pajjiżi avvanzati, l-organizzazzjoni u t-tqassim ta' proġetti ewlenin għandhom rwol kbir fil-promozzjoni tal-iżvilupp ta' dan il-qasam tekniku. Għandna niffokaw fuq il-Forza ta' Riċerka u Żvilupp Vantaġġuża taċ-Ċina, fid-dawl tal-avvanz fit-teknoloġija tar-Riċerka u Żvilupp tal-fibra tal-karbonju taċ-Ċina biex nibdew proġetti ewlenin, insaħħu l-innovazzjoni teknoloġika kollaborattiva, u nippromwovu kontinwament il-livell tat-teknoloġija tar-riċerka tal-fibra tal-karbonju taċ-Ċina, u l-kompetizzjoni għall-fibra tal-karbonju u l-kompożiti internazzjonali.
5.3 Titjib tal-mekkaniżmu ta' evalwazzjoni tal-orjentazzjoni tal-effett tal-applikazzjoni tal-kisbiet tekniċi
Mill-perspettiva tal-analiżi ekonometrika tal-karti SCI, il-fibra tal-karbonju taċ-Ċina bħala materjal ta' prestazzjoni għolja użat f'diversi oqsma tar-riċerka, iżda għat-teknoloġija tal-produzzjoni u t-tħejjija tal-fibra tal-karbonju, l-enfasi speċjali fuq it-tnaqqis tal-ispejjeż u t-titjib tal-effiċjenza tal-produzzjoni hija inqas riċerka. Il-proċess tal-produzzjoni tal-fibra tal-karbonju huwa twil, il-punti ewlenin tat-teknoloġija, l-ostakli għoljin għall-produzzjoni, hija integrazzjoni multidixxiplinarja u multiteknoloġika, il-ħtieġa li jingħelbu l-ostakli tekniċi, biex tiġi promossa b'mod effettiv ir-riċerka u l-iżvilupp tat-teknoloġija tal-preparazzjoni tal-qalba "bi prezz baxx u prestazzjoni għolja", minn naħa waħda, jeħtieġ li jissaħħaħ l-investiment fir-riċerka, min-naħa l-oħra, jeħtieġ li jiddgħajjef il-qasam tal-evalwazzjoni tal-prestazzjoni tar-riċerka xjentifika, tissaħħaħ il-gwida tal-evalwazzjoni tal-effett tal-applikazzjoni tal-kisbiet tekniċi, u ssir bidla mill-evalwazzjoni "kwantitattiva", li tagħti attenzjoni lill-pubblikazzjoni tal-karta, għall-evalwazzjoni "tal-kwalità" tal-valur tar-riżultati.
5.4 Tisħiħ tal-kultivazzjoni ta' talenti komposti ta' teknoloġija avvanzata
L-attribut ta' teknoloġija għolja tat-teknoloġija tal-fibra tal-karbonju jiddetermina l-importanza ta' talenti speċjalizzati, jekk għandhomx persunal tekniku ewlieni avvanzat jiddetermina direttament il-livell ta' R&Ż ta' istituzzjoni.
Bħala riżultat tar-rabtiet tar-Riċerka u l-Iżvilupp fit-teknoloġija tal-fibra tal-karbonju, għandna nagħtu attenzjoni lit-taħriġ tal-persunal tal-komposti, sabiex niżguraw il-koordinazzjoni u l-iżvilupp tar-rabtiet kollha. Barra minn hekk, mill-istorja tal-iżvilupp tar-riċerka tal-fibra tal-karbonju fiċ-Ċina, il-fluss ta' esperti ewlenin fit-teknoloġija ħafna drabi huwa fattur ewlieni li jaffettwa l-livell ta' Riċerka u Żvilupp ta' istituzzjoni ta' riċerka. Iż-żamma tal-iffissar tal-esperti ewlenin u t-timijiet ta' Riċerka u Żvilupp fil-proċessi tal-produzzjoni, il-kompożiti u l-prodotti ewlenin hija importanti għal aġġornamenti kontinwi tat-teknoloġija.
Għandna nkomplu nsaħħu t-taħriġ u l-użu ta' persunal speċjalizzat ta' teknoloġija għolja f'dan il-qasam, intejbu l-politika ta' evalwazzjoni u trattament għat-talenti tar-Riċerka u l-Iżvilupp Teknoloġiku, insaħħu l-kultivazzjoni ta' talenti żgħażagħ, nappoġġjaw b'mod attiv il-kooperazzjoni u l-iskambji ma' istituzzjonijiet barranin ta' Riċerka u Żvilupp avvanzata, u nintroduċu b'mod vigoruż talenti barranin avvanzati, eċċ. Dan se jkollu rwol kbir fil-promozzjoni tal-iżvilupp tar-riċerka dwar il-fibra tal-karbonju fiċ-Ċina.
Ikkwotat minn-
Analiżi dwar l-iżvilupp tat-teknoloġija globali tal-fibra tal-karbonju u l-introduzzjoni tagħha liċ-Ċina. Tian Yajuan, Zhang Zhiqiang, Tao Cheng, Yang ming, Ba jin, Chen Yunwei.R&Ż Xjentifiku-Teknoloġija Dinjija.2018
Ħin tal-posta: 04 ta' Diċembru 2018