Tim predvođen profesorom Wangom Huaiyuanom sa Fakulteta kemijskog inženjerstva na Sveučilištu Tianjin uspješno je razvio novu epoksidnu smolu koja kombinira otpornost na visoke-temperature, visoku čvrstoću i žilavost te mogućnost recikliranja kroz inovativni dizajn molekularne strukture, razbijajući dugogodišnju-"dilemu klackalice" u pogledu performansi koja je mučila industriju. Relevantni rezultati istraživanja nedavno su objavljeni u međunarodnom časopisu *Advanced Materials*. Epoksidna smola, zbog svojih izvrsnih svojstava prianjanja, mehaničke čvrstoće i otpornosti na kemijsku koroziju, naširoko se koristi u strateškim područjima kao što su nova energija i elektroničko pakiranje. To je nezamjenjiv ključni materijal u modernoj visoko-proizvodnji, često se naziva "nevidljivim kosturom" moderne industrije, s veličinom globalnog tržišta koje premašuje 13 milijardi dolara. U mojoj je zemlji epoksidna smola također važan osnovni materijal za proizvodnju lopatica vjetroturbina. Međutim, kako oprema za vjetroelektrane postupno ulazi u svoje razdoblje stavljanja izvan pogona, približno 5.800 tona otpada od kompozitnog materijala epoksidne smole nastaje godišnje, trenutno se uglavnom oslanja na odlagalište ili spaljivanje za odlaganje, uzrokujući ne samo otpad resursa, već i pritisak na okoliš. Glavni izazov u recikliranju epoksidne smole leži u izvedbi "dileme klackalice". Tradicionalne epoksidne smole, nakon stvrdnjavanja, tvore tro-dimenzionalnu mrežnu strukturu, koja podsjeća na "neslomljivu ribarsku mrežu". Postizanje ravnoteže između visoke čvrstoće, visoke otpornosti na toplinu, žilavosti i mogućnosti obrade uvijek je izazovno-kaljenje zahtijeva žrtvovanje otpornosti na toplinu, dok poboljšanje otpornosti na toplinu dovodi do lomljivosti. To ne samo da ograničava njegovu primjenu u ekstremnim okruženjima, već postaje i ključno usko grlo za domaću proizvodnju i ekološki prihvatljivu-epoksi smolu. Tim profesora Wanga Huaiyuana krenuo je od izvora molekularnog dizajna, pametno ugrađujući reverzibilne "parove kiselih-baznih iona" u krutu mrežu tradicionalnih epoksidnih smola. Ovi ionski parovi imaju dvostruku ulogu u materijalu: oni su i "minijaturni amortizeri" koji apsorbiraju energiju udarca i "inteligentni katalizatori" koji pokreću rekombinaciju veza na visokim temperaturama. Ovaj dizajn omogućuje novom materijalu da zadrži ultra-visoku čvrstoću (78 MPa) i otpornost na toplinu (temperatura staklenog prijelaza veća od 245 stupnjeva Celzijusa) uz postizanje otpornosti na lom od 8,2 megajoula po kubnom metru. U usporedbi s komercijalno dostupnim vrhunskim-materijalima od epoksidnih smola, otpornost novog materijala na toplinu poboljšana je za približno 15%, dok je njegova otpornost na lom povećana za gotovo tri puta. Zadržavajući ova izvrsna svojstva, novi materijal također posjeduje sposobnost samo-zacjeljivanja i mogućnost recikliranja što nedostaje tradicionalnim epoksidnim smolama. "Prvi put smo postigli programabilni oblik i kemijsku degradaciju u termoreaktivnoj epoksidnoj smoli tako visokih-učinkovitosti", rekao je Wang Huaiyuan. "Eksperimenti pokazuju da se ovaj materijal može ponovno obraditi i fizički reciklirati više puta, s degradacijom performansi koja ne prelazi 10%." Time se prekidaju ograničenja tradicionalnih epoksidnih smola koje su "trajno fiksirane nakon-jednokratnog stvrdnjavanja." Na temelju svojih jedinstvenih svojstava, tim je uspješno pripremio superhidrofobni kompozitni premaz visoke toplinske vodljivosti-s kontaktnim kutom vode blizu 150 stupnjeva-kroz jednostavan vrući-postupak prešanja. Dodatak punila od borovog nitrida značajno poboljšava toplinsku vodljivost, rješavajući izazove disipacije topline 5G baznih stanica i čipova visokih-performansi, te pružajući podršku za nadogradnju-industrija vrhunskih materijala prema cilju "dvostrukog ugljika". U budućnosti, u sektoru energije vjetra, očekuje se da će njegova mogućnost recikliranja riješiti problem zbrinjavanja povučenih lopatica; u sektoru novih energetskih vozila, njegove prednosti visoke čvrstoće, žilavosti i otpornosti na visoke-temperature mogu pomoći u nadogradnji opreme kako bi bila lagana, a istovremeno pružaju široke izglede za domaću zamjenu vrhunskih-epoksidnih smola.
