LED照明システムにおける集光光（PLA）の応用研究。

ドイツとオランダの科学者たちは、環境に優しい新しい人民解放軍材料。自動車のヘッドライト、レンズ、反射プラスチック、ライトガイドなどの光学用途向けの持続可能な材料の開発を目指しています。現在、これらの製品は主にポリカーボネートまたはPMMAで作られています。

科学者たちは、自動車のヘッドライトに使用できるバイオベースのプラスチックを探しています。ポリ乳酸が候補材料として適していることが判明しました。

この方法を通じて、科学者たちは従来のプラスチックが直面していたいくつかの問題を解決しました。第一に、再生可能な資源に目を向けることで、原油がプラスチック業界に与えている圧力を効果的に軽減できます。第二に、二酸化炭素排出量を削減できます。第三に、これは材料のライフサイクル全体を考慮することを含みます。

「ポリ乳酸は持続可能性の面で優れているだけでなく、光学特性も非常に優れており、電磁波の可視スペクトルで使用することができます」と、ドイツのパーダーボルン大学の教授であるクラウス・フーバー博士は述べています。

現在、科学者たちが克服しようとしている課題の一つは、LED関連分野におけるポリ乳酸の応用です。LEDは高効率で環境に優しい光源として知られています。「特に、LEDランプの非常に長い耐用年数と青色光などの可視光線は、光学材料に高い要求を課します」とフーバー氏は説明します。そのため、極めて耐久性の高い材料を使用する必要があります。問題は、PLAが約60℃で柔らかくなることです。しかし、LEDライトは動作中に80℃にも達することがあります。

もう一つの難題は、ポリ乳酸の結晶化です。ポリ乳酸は約60度で結晶子を形成し、材料をぼやけさせます。科学者たちは、この結晶化を回避する方法、あるいは結晶子のサイズが光に影響を与えないように結晶化プロセスをより制御可能にする方法を見つけたいと考えていました。

パーダーボルン研究所では、まずポリ乳酸の分子特性を解明し、その材料特性、特に融点と結晶化を変化させる研究を行いました。フーバー氏は、添加剤や放射線エネルギーが材料特性をどの程度改善できるかを調査する役割を担っています。「結晶形成や融解プロセスといった光学機能に大きな影響を与えるプロセスを研究するため、この目的に特化した小角光散乱システムを構築しました」とフーバー氏は述べています。

このプロジェクトは、科学的・技術的知識に加え、実施後には大きな経済的利益をもたらす可能性があります。チームは2022年末までに最初の回答書を提出する予定です。