南佛罗里达大学学生使用再生塑料发明木材替代品
虽然在冠状病毒大流行期间，木材普遍无法获得，价格飙升至历史高位，但南佛罗里达大学的一名机械工程专业学生正在开发一种具有成本效益的替代品。现在由美国国家科学基金会资助，博士生约翰·科特(John Cotter)正在制造一种可以替代结构木材的再生塑料建筑材料。
超强再生材料，再生塑料木材，由聚合物增强复合材料制成，这种材料像混凝土一样加固。这种材料将用作木材的替代品，以制造可持续使用30至50年的围栏柱，大约是木制围栏的三倍。
除了大幅降低客户的未来成本外，再生塑料木材还将减少美国每年收获的1000万英亩森林。科特估计，这种环保型替代方案每年将产生1500万个围栏柱。
NSF拨款将持续到2023年5月。Cotter将把这段时间花在提炼和完善材料上。他与博士生Tia Sayers和机械工程副教授Rasim Guldiken一起工作，将客户反馈整合到修订中。从那里，他将开始产品审批流程，将其推向市场并交到客户手中。
凭借之前的USF I-Corps拨款，该团队在春季学期对全国各地的房主，农民，牧场主和围栏承包商进行了采访。这些数据有助于确定市场需求。
根据最初的客户访谈，木栅栏柱通常持续10至20年。在某些遭受恶劣天气的地方，例如佛罗里达州，客户在安装后五年就报告了问题。该团队了解到，木栅栏客户最常因水分而腐烂，并因需要返工的热量而严重翘曲。这两个问题都会影响围栏的强度和耐用性。
聚合物是再生塑料木材中的铅材料，受环境因素的影响要小得多。
“重点是根据提供的强度制造出一种价格有效的材料，”Cotter说。“这项技术背后的秘密不一定是聚合物本身，而是强化方法。
Cotter开发了一种可用于挤出工艺的增强方法 - 通过专用机床加热，熔化和挤压塑料。增强材料不是挤压成型，而是通过工具进料并涂上聚合物。
Cotter打算将他的未来用于探索和制造低成本结构材料。他于2021年获得了他的第一个再生塑料木材专利，并且还有另一个专利正在申请中。两者都涉及使用玻璃作为具有成本效益的结构材料，包括作为栅栏柱中使用的聚合物的增强材料。
约翰·科特的混凝土围栏替代方案他不仅计划探索将当前概念扩展到其他木材应用(如甲板)的方法，而且他已经开始根据客户最初发现期间收到的需求和要求建造另一种围栏替代方案 - 一种加固并填充回收产品的混凝土，可以像木材一样安装。
在过去的14年里，Guldiken教授机械工程，他说Cotter的企业家精神脱颖而出。科特的前瞻性思维方式为现实生活中的问题提供了解决方案，并最终成为从学术界到他未来职业生涯的桥梁。
“我们在教室和实验室里做的事情可以产生重大影响，甚至在全球范围内，”Guldiken说。“主要目标不是赚钱，而是帮助我们的公民。
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