University of South Alabama, MHP terlibat dalam kemitraan penelitian untuk bahan komposit plastik
Kelompok Profesor Kuang-Ting Hsiao di University of South Alabama (Atlanta) baru-baru ini mengembangkan ZT-CFRP, komposit plastik inovatif yang diperkaya dengan nanopartikel dan diperkuat dengan serat karbon yang awalnya didukung oleh NASA. Didanai oleh US National Science Foundation (NSF), universitas telah membentuk kemitraan penelitian untuk sepenuhnya memanfaatkan potensi yang ditawarkan oleh material komposit canggih dan untuk memastikan bahwa ZT-CFRP dapat dibawa ke pasar yang lebih luas dengan cepat.
Selain University of South Alabama, lima perusahaan dari berbagai sektor telah terlibat dalam kemitraan, termasuk MHP (Atlanta, Ga., AS), Porsche Motorsports (Calif., AS), UST Mamiya (Fort Worth, Texas , AS), Hexcel Corp. (Stamford, Conn., AS) dan Toray Composite Materials America (Tacoma, Wash., AS). MHP dilaporkan akan memainkan peran kunci dalam kolaborasi ini dengan bekerja sama dengan universitas untuk mendukung desain proses produksi roll-to-roll untuk ZT-CFRP, yang akan memungkinkan material dalam jumlah besar diproduksi dengan biaya rendah. Proyek ini bertujuan untuk membawa ZT-CFRP ke pasar pada tahun 2024.
“Rekan kami, Dr. Sebastian Kirmse, menulis disertasinya di University of South Alabama dan, selama ini, terlibat dalam penelitian untuk komposit baru yang menarik ini,” jelas Tobias Hoffmeister, presiden dan CEO MHP Americas Inc. “ Ketika Sebastian bergabung dengan MHP pada awal 2020, dia memberi tahu kami tentang teknologi baru dan melibatkan kami. Kami semua yakin bahwa bahan komposit memiliki potensi yang cukup besar, sejak awal.”
Komposit plastik, yang diperkaya dengan nanopartikel berorientasi khusus dan diperkuat dengan serat karbon, dikatakan memiliki sejumlah sifat yang membuatnya menonjol dari material komposit lain dalam kelompok ini. Serat nano karbon dijalin di antara serat karbon konvensional dalam formasi zigzag, menghasilkan kain di mana beban mekanik, listrik dan termal didistribusikan ke segala arah dalam komposit, secara signifikan meningkatkan konduktivitas material (terutama ortogonal ke arah serat). Universitas mencatat bahwa ini berarti bahwa ZT-CFRP tidak hanya lebih ringan dari aluminium dan lebih keras dari baja, tetapi juga secara signifikan lebih tidak rentan terhadap kekuatan mekanis, seperti kerusakan akibat benturan, dibandingkan plastik yang diperkuat serat karbon (CFRP) konvensional.
ZT-CFRP akan tersedia dalam bentuk gulungan prepreg dan sebagai film resin tipis yang dapat digunakan untuk mengoptimalkan bahan prepreg tradisional atau untuk menyatukan dua bahan secara perekat dengan sambungan dan daya tahan mekanis, termal dan listrik yang lebih baik.
ZT-CFRP juga dikatakan membuka berbagai aplikasi potensial, dari otomotif, hingga luar angkasa, hingga olahraga seperti golf. “Dengan mobil, misalnya, kami terus berusaha untuk menjamin tingkat keselamatan yang tinggi bagi penumpang, sementara pada saat yang sama, berusaha untuk mengurangi berat badan dan dengan demikian konsumsi energi,” jelas Dr. Sebastian Kirmse. “ZT-CFRP bisa menggantikan aluminium sebagai bahan pilihan untuk sasis. Ini tidak mungkin dilakukan dengan plastik yang diperkuat serat karbon konvensional, terutama untuk bagian yang terpapar beban termal yang meningkat.” Komposit baru juga dapat digunakan dengan cara yang sama di pesawat ruang angkasa. Selain itu, stik golf diharapkan menjadi lebih ringan dan bertenaga dengan materialnya. Dr. Sebastian Kirmse lebih lanjut menyatakan bahwa, karena sifat multifungsinya, material tersebut memerlukan spektrum yang diperluas dari kemungkinan aplikasi, yang akan dieksplorasi selama proyek bekerja sama dengan para mitra.
