牡蠣殼可能看起來只是一種餐廳垃圾，但它們很快可能會被用來開發未來的汽車。德國研究人員利用天然海洋原材料創造了一種無毒的鎂泡沫。海爾姆霍茨中心的研究團隊開發了一個過程，通過使用磨碎的牡蠣殼粉（這是食品行業的巨大副產品）作為發泡劑，消除了有毒添加劑。這種材料提供了一種高度可持續、超輕的材料，具有廣泛的汽車製造工業應用。
環保製造每年全球食品行業產生數百萬噸的牡蠣殼，大部分最終被運往垃圾填埋場。有些則被隨意排回當地水域。現在，研究人員終於找到了拯救這一豐富廢物產品的方法。牡蠣殼天然富含碳酸鈣，亦即石灰石。最初，這些殼被磨成細粉，然後與熔融的鎂鈣合金混合。這樣，研究人員釋放出一個簡單的化學反應。在高温下，殼粉分解，釋放出二氧化碳氣體。這種氣體在厚重的液態金屬中形成微小而均勻的氣泡。
當混合物冷卻並硬化後，產生的材料是一種高度均勻的多孔金屬泡沫。二氧化碳被安全地困在孔隙中，最終形成一種輕質、耐用且完全無毒的材料。
牡蠣殼將成為未來汽車製造的重要材料
有趣的是，這種發泡劑來自海鮮行業丟棄的牡蠣殼，而鎂和鈣則作為海水淡化的天然副產品獲取。這種海洋來源使得材料在使用壽命結束時能夠提供一種解決方案：如果被返回海中，材料將安全且完全溶解於水中，無留下任何有毒足跡。研究人員在使用人工海水的實驗室測試中也驗證了這一點。“在其使用壽命結束時，材料可以返回海洋。它將簡單地在水中溶解，”海爾姆霍茨中心的材料科學家及該研究的共同作者哈約·迪林加博士表示。
在汽車中的應用此外，材料科學家與海爾姆霍茨海岸環境化學研究所的研究人員合作，以確保鎂泡沫在海洋生態系統中的安全性。環境分析證實，將泡沫返回海洋不會釋放任何有毒重金屬或源自原材料的有害雜質。雖然海洋處置仍然是一個完全安全和可行的選擇，但現實世界封閉循環回收系統的主要目標是將泡沫熔化，以便可以無限次重用作新的鎂合金。
汽車行業目前正轉向輕量化設計，以減輕車輛重量並延長電動車的電池續航。這種新的鎂泡沫對航空航天和汽車工程師來説可謂是夢想成真。這種鎂泡沫獨特的多孔結構賦予材料卓越的機械性能，結合了高成形性與高能量吸收能力。在受壓時，海綿狀的結構使材料能夠可預測地變形，並吸收大量的動能，而不是斷裂。這使其成為製造專門設計以減震或緩衝重擊的超輕型組件的理想選擇，例如設計用以保護乘客在碰撞中的車輛變形區。
未來泡沫的用途擴展至航空、造船及防彈裝甲等行業，這些行業對超輕重量和卓越的能量吸收能力有著不可妥協的需求。相關研究結果已發表在《Discover Materials》期刊上。
項目 規格 發泡劑來源 牡蠣殼粉 材料特性 輕質、耐用、無毒 應用領域 汽車、航空、造船、防彈裝甲
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