Ekipa, ki jo vodi profesor Wang Huaiyuan s Fakultete za kemijsko inženirstvo na Univerzi v Tianjinu, je uspešno razvila novo epoksidno smolo, ki združuje odpornost na visoke-temperature, visoko trdnost in žilavost ter možnost recikliranja z inovativno zasnovo molekularne strukture, s čimer je rešila dolgoletno-"dilemo gugalnice", ki pesti industrijo. Ustrezni rezultati raziskave so bili nedavno objavljeni v mednarodni reviji *Advanced Materials*. Epoksidna smola se zaradi svojih odličnih adhezivnih lastnosti, mehanske trdnosti in odpornosti proti kemični koroziji pogosto uporablja na strateških področjih, kot sta nova energija in elektronska embalaža. Je nepogrešljiv ključni material v sodobni visoko-proizvodnji, ki ga pogosto imenujejo "nevidno okostje" sodobne industrije, z velikostjo svetovnega trga, ki presega 13 milijard dolarjev. V moji državi je epoksidna smola tudi pomemben osnovni material za izdelavo lopatic vetrnih turbin. Ker pa oprema za vetrno elektrarno postopoma prehaja v obdobje razgradnje, letno nastane približno 5800 ton odpadkov iz kompozitnih materialov iz epoksidne smole, ki so trenutno v glavnem odvisni od odlaganja na odlagališčih ali v sežigah, kar povzroča ne samo odpadke virov, temveč tudi pritisk na okolje. Glavni izziv pri recikliranju epoksidnih smol je v izvedbi "dileme gugalnice". Tradicionalne epoksidne smole po strjevanju tvorijo tri-dimenzionalno mrežno strukturo, ki spominja na "nezlomljivo ribiško mrežo". Doseganje ravnovesja med visoko trdnostjo, visoko toplotno odpornostjo, žilavostjo in sposobnostjo obdelave je vedno izziv-kaljenje zahteva žrtvovanje toplotne odpornosti, medtem ko izboljšanje toplotne odpornosti povzroči krhkost. To ne omejuje le njegove uporabe v ekstremnih okoljih, ampak postane tudi osrednje ozko grlo za domačo proizvodnjo in okolju prijaznejše-epoksi smole. Ekipa profesorja Wanga Huaiyuana je izhajala iz vira molekularne zasnove in premeteno vdelala reverzibilne "kisli-bazne ionske pare" v togo mrežo tradicionalnih epoksi smol. Ti ionski pari imajo v materialu dvojno vlogo: so "miniaturni amortizerji", ki absorbirajo udarno energijo, in "inteligentni katalizatorji", ki sprožijo rekombinacijo vezi pri visokih temperaturah. Ta zasnova omogoča novemu materialu, da ohranja ultra-visoko trdnost (78 MPa) in toplotno odpornost (temperatura posteklenitve nad 245 stopinj Celzija), hkrati pa dosega lomno žilavost 8,2 megajoula na kubični meter. V primerjavi s komercialno dostopnimi visoko-materiali iz epoksi smol je toplotna odpornost novega materiala izboljšana za približno 15 %, medtem ko se njegova lomna žilavost poveča za skoraj trikrat. Medtem ko ohranja te odlične lastnosti, ima novi material tudi sposobnost samo-zdravljenja in možnost recikliranja, ki je manjka tradicionalnim epoksi smolam. "Prvič smo dosegli programabilno obliko in kemično razgradnjo v tako visoko-zmogljivi termoreaktivni epoksi smoli," je dejal Wang Huaiyuan. "Poskusi kažejo, da je ta material mogoče večkrat predelati in fizično reciklirati, pri čemer poslabšanje zmogljivosti ne presega 10 %." To krši omejitev tradicionalnih epoksi smol, ki so "trajno pritrjene po enkratnem-kratnem strjevanju." Na podlagi njegovih edinstvenih lastnosti je ekipa uspešno pripravila superhidrofobno kompozitno prevleko z visoko toplotno prevodnostjo-z vodnim kontaktnim kotom blizu 150 stopinj-s preprostim vročim-postopkom stiskanja. Dodatek polnila iz borovega nitrida občutno izboljša toplotno prevodnost, obravnava izzive odvajanja toplote baznih postaj 5G in visoko-zmogljivih čipov ter zagotavlja podporo za nadgradnjo-industrij materialov višjega cenovnega razreda v okviru cilja »dvoogljika«. V prihodnosti naj bi v sektorju vetrne energije njegova možnost recikliranja rešila problem odlaganja odsluženih lopatic; v sektorju novih energetskih vozil lahko njegove prednosti visoke trdnosti, žilavosti in visoke-temperaturne odpornosti pomagajo pri nadgradnji opreme, da postane lahka, obenem pa zagotavljajo široke možnosti za domačo zamenjavo visoko-epoksi smol.
