A Szingapúri Nemzeti Egyetem (National University of Singapore) kutatóinak első ízben sikerült a használt gumiabroncsokat széleskörűen felhasználható aerogéllé alakítani. Az új gumialapú aerogél rendkívül könnyű, hatékony nedvszívó, és kifejezetten jó a hő- és hangszigetelő hatása. Az Egyetem szabadalmat nyújtott be az új technológiára, amely környezetbarát módszert kínál a használt gumi újrahasznosítására. Az aerogél kifejezés alacsony sűrűségű szilárd anyagot jelöl, amelynek alapja valamilyen gél, ám a folyékony komponenst gáznemű anyagra cserélik.

Évente körülbelül egymilliárd darab, rendkívül tartós és biológiailag nem lebontható gumiabroncsot selejteznek le; ezek 40%-át hasznosítják újra alacsony hozzáadott értékű termékekké. További 49%-ot égetnek el energiatermelés céljából, 11% pedig hulladéklerakókba kerül.

„Az újrahasznosítás aránya továbbra is alacsony az egész világon, mivel a használt gumi feldolgozása költséges és energiaigényes, és hiányoznak az ez irányú pénzbeli ösztönzők is. Csapatunk úgy döntött, arra koncentrál, hogy a használt gumiabroncsokból gumiaerogélt állítson elő, mivel az alapanyag olcsó és bőségesen rendelkezésre áll. A hulladék gumiabroncsok nagy értékű aerogéllé való átalakításával egyrészt ösztönözzük a gumi újrahasznosítását, másrészt csökkenthetjük a gumihulladék mennyiségét” – nyilatkozta Duong Hai-Minh, egyetemi docens, az egyetem Mérnöki Karán, a Gépészmérnöki Tanszéken működő kutatócsoport vezetője.

A gumiaerogéllek létrehozása a következőképpen történik: a használt abroncsok rostjait először finomabb szálakkal keverik össze, majd vízben és kis mennyiségű kémiai térhálósítóban áztatják. A gumi szálak és a környezetbarát oldószerek keverékét ezután egyenletesen elkeverve diszpergálják (vagyis az oldószert elegyítik a gumirostokkal), mintegy 20 percen keresztül. Az elegyített szuszpenziós gélt ezután mínusz 50 fokos hőmérsékleten legfeljebb 12 órán át fagyasztva szárítják. Az eredmény: gumi aerogél.

Duong Hai-Minh arról is beszélt, hogy „A gyártási folyamat egyszerű, költséghatékony és környezetbarát. A teljes gyártási folyamat 12-13 órát vesz igénybe, és egy 1 dollár méretű és 1 cm vastag lemez előállítása kevesebb, mint 7 dollárba kerül. A folyamat könnyen hozzáigazítható a tömegtermeléshez, vagyis az így előállított gumialapú aerogél üzleti szempontból is vonzó termék.”

Az aerogélek számos előnyös tulajdonsággal rendelkeznek: rendkívül könnyűek és merevek, ezen felül 27%-kal hatékonyabb hangelnyelők, mint az azonos vastagságú, kereskedelmi forgalomban kapható szigetelő anyagok. Kétszer jobb abszorbensek, mint az olyan hagyományos anyagok, mint a polipropilén matracok. Egy 2,54 cm vastag aerogél hőátadási értéke egyenértékű 25 (!) standard üvegtábla hasonló hőátadásával. Metoxi-trimetil-szilánnal bevonva a gumi aerogélek rendkívül víztaszítóvá válnak, így remekül használhatók nedvesség elleni védelemre, korróziógátlásra, szigetelő berendezések károsodásának megelőzésére.

Az aerogelek potenciális piaca hatalmas. A járművek zaj- és hőszigetelése ma már alapvető fontosságú az autók utaskabinjának kialakításakor. Az autóipar hő- és hangszigetelő anyagok iránti igénye 2022-re – globálisan – eléri a 3,2 milliárd dollárt. A globális olajszennyezés-kezelési piac mérete ennél jóval nagyobb: Nhan Phan-Thien professzor, a kutatócsoport egyik vezető tagja szerint 2025-ben várhatóan eléri a 182,7 milliárd dolláros szintet.

További részletek a „Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects” c. tanulmányban olvashatóak https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0927775719305497