© Bharat Gwalani / NCSU
NAJNOVIJE
- Znanstvenici koriste ljuske jaja za izradu čvršćih i lakših metalnih legura
- Od problema do ideja: održana radionica u sklopu projekta UrbanGreenLeap
- Čisto Lonjsko polje – zajedno za prirodu
- Klimatski rizik na tržištu nekretnina: hotel u modelu vrijedi 820.000 eura manje
- Sunčana energija za bečki sajamski i kongresni centar
- Unatoč prosječnom padu populacija divljih vrsta od 73 %, priroda se može oporaviti
- Louis Vuitton 38. America’s Cup mogao bi ostvariti znatan gospodarski učinak
- Japanski gospodarstvenici posjetili CGO Biljane Donje
- Grad Pariz odao počast Shiri, Arielu i Kfiru Bibasu
- Završena Ambienta 2026
Znanstvenici koriste ljuske jaja za izradu čvršćih i lakših metalnih legura
Kružna proizvodnja kompozita od magnezija i ljuski jaja: pretvaranje biootpada u funkcionalna ojačanja
Znanstvenici su demonstrirali postupak kojim se ljuske jaja u prahu koriste za proizvodnju visokokvalitetnih magnezijevih legura. Te legure imaju široku primjenu u automobilskoj i zrakoplovno-svemirskoj industriji te u biomedicini.
Ljuske jaja koriste se kao jeftina i okolišno održiva alternativa uobičajenim kalcijevim materijalima, koji se proizvode iz ruda energetski zahtjevnim postupkom. Kalcijevi materijali, poput kalcijeva karbonata i kalcijeva oksida, imaju široku primjenu.
„Primjerice, kalcijev karbonat i kalcijev oksid važni su materijali u proizvodnji metalnih legura”, kaže Bharat Gwalani, dopisni autor znanstvenog rada o ovom istraživanju i docent znanosti i inženjerstva materijala na Državnom sveučilištu Sjeverne Karoline (NCSU).
„No proizvodnja tih kalcijevih materijala temelji se na složenom postupku u kojem se koriste sirovine dobivene rudarenjem. Demonstrirali smo postupak koji nam omogućuje da preskočimo jedan korak. Umjesto prerade rude u kalcijeve materijale, koji se zatim koriste za proizvodnju metala ili metalnih legura, pokazali smo da se visokokvalitetna metalna legura može proizvesti uporabom ljuski jaja“, dodaje Gwalani.
Ljuske jaja sadrže 95 posto kalcijeva karbonata, a postupak kojim ih znanstvenici ugrađuju u legure pretvara ga u kalcijev oksid i tek nastali elementarni kalcij.
„To donosi brojne prednosti”, kaže Gwalani. „Postupak ima manje koraka. Osigurava pouzdan i održiv opskrbni lanac, a ljuske jaja su jeftine. Osim toga, troši se znatno manje energije jer nije potrebno prolaziti kroz postupak proizvodnje kalcijevih materijala iz rude.”
Ovim istraživanjem, objavljenim 30. rujna u časopisu Journal of Magnesium and Alloys, znanstvenici su željeli dokazati izvedivost postupka te su koristili ljuske jaja za proizvodnju čvršćih i tvrđih magnezijevih legura. Zahvaljujući povoljnom omjeru čvrstoće i mase, takve su legure korisne, primjerice, za elektroniku i zrakoplovno-svemirsku opremu.
„Kalcij se dodaje magneziju kako bi se poboljšala njegova mehanička svojstva”, objašnjava Gwalani. „Željeli smo provjeriti možemo li tijekom samog proizvodnog postupka iz biootpada – ljuski jaja – dobiti potrebne kalcijeve materijale.”
Postupak započinje bušenjem niza ravnomjerno raspoređenih rupa u cilindričnom bloku magnezija. Rupe se zatim pune fino samljevenim ljuskama jaja, nakon čega se blok postavlja u čelični cilindar. U cilindar se potom spušta čelični trn s otvorom u sredini. Trn djeluje poput tučka u mužaru: pritišće blok magnezija i istodobno se okreće brzinom od 300 okretaja u minuti.
Taj se postupak naziva ekstruzija uz miješanje trenjem (friction stir extrusion - FSE). Dok trn pritišće blok i okreće se, nekoliko se procesa odvija gotovo istodobno. Prah ljuski jaja miješa se s okolnim magnezijem, pri čemu nastaje trenje između čestica ljuski i metala. Trenje potiče pretvorbu kalcijeva karbonata u kalcijev oksid i kalcij te nastanak faze Mg₂Ca, koja doprinosi visokoj čvrstoći legure. Naposljetku, pritisak trna potiskuje magnezijevu leguru kroz otvor, stvarajući ekstrudiranu šipku gotovog proizvoda.
„Ovo istraživanje pokazuje da se magnezijeve legure visoke vrijednosti i kvalitete mogu proizvesti uporabom jeftinog i održivog biootpada”, kaže Gwalani. „Riječ je o energetski učinkovitom i okolišno odgovornom postupku proizvodnje kompozita na bazi magnezija iz biootpada, koji se može primijeniti i u većem proizvodnom opsegu.”
„Već smo pokazali da se ovaj pristup može primijeniti i na druge materijale, osim magnezija i ljuski jaja”, dodaje Gwalani. „Ranije ove godine demonstrirali smo da se istim postupkom – ekstruzijom uz miješanje trenjem – mogu proizvesti magnetski kompoziti usitnjavanjem i ugrađivanjem magnetskog praha samarija i kobalta (SmCo₅) u otpadni aluminij.”
Stjepan Felber | Ekovjesnik
