Jelenleg a legtöbb szénszálas termék a műszakilag szénszál-erősítésű polimerekből (carbon fiber reinforced polymers, vagyis CFRP) készül. Kétféle CFRP létezik: hőre keményedő és hőre lágyuló.

A gyakrabban használt hőre keményedő anyagok epoxi polimert tartalmaznak, amely kikeményedés után tartósan megszilárdul – ez erőssé teszi az anyagot, de utólag elég nehéz formázni. Ezzel szemben a hőre lágyuló műanyagok lágyabb polimer ragasztót tartalmaznak, amely szükség szerint olvasztható. Sajnos azonban nem olyan erősek vagy merevek, mint a hőre keményedő CFRP-k.

Ezeket a korlátozásokat szem előtt tartva Aniruddh Vashisth vezetésével a Washingtoni Egyetem csapata a szénszálas anyagok egy újabb csoportját vizsgálta. Ezek az úgynevezett szénszál-erősítésű vitrimerek (vCFRP) – melyek állítólag egyesítik a hőre keményedő és a hőre lágyuló műanyagok legjobb tulajdonságait.

A hőre keményedő polimerekhez hasonlóan a vCFRP-ben lévő vitrimer műanyagok kezdetben erős kémiai kötéseket képeznek, amely erős és merev anyagot eredményez. Amikor azonban a vitrimereket felmelegítjük – akár hagyományos, akár rádiófrekvenciás hőforrással – ezek a láncszemek felszabadulnak, lehetővé téve az esetleges repedések vagy egyéb hibák öngyógyulását. Miután a vitrimerek lehűlnek, újra kialakulnak a láncszemek, és az anyag visszanyeri merevségét.

Ily módon a tanulmány szerint többször is meg lehet javítani a sérült vagy leromlott vCFRP-ket, és végül lehetségessé válik újrahasznosítás céljából való lebontásuk is.

„Ezek az anyagok a műanyagok lineáris életciklusát körkörössé tudják tenni, ami jelentős áttörést jelentene a fenntarthatóság szempontjából” – magyarázta Nikhil Koratkar professzor.

A kutatásról a közelmúltban jelent meg egy tanulmány a Carbon folyóiratban.