【原创资讯】肯塔基大学将煤转变成碳纤维的背后故事
马特·魏森伯格（Matt Weisenberger）年轻时，他的第一份工作是家务活，他拿着扫帚，在位于密德韦Elkhorn Creek岸边的肯塔基州一家机构Weisenberger Mill扫木地板。
但是魏森伯格是一个好奇的人，他花业余时间看着小溪流过的水面，思考事情的作法，不断提问、并试图寻找答案。学术上的好奇心使魏森伯格首先在化学本科生涯中忙碌，然后在肯塔基大学忙着攻读材料工程研究生学位。大约20年前，他偶然发现了影响他一生的工作的科学领域。
作为英国留学生，魏森伯格对碳纤维很感兴趣，甚至有人痴迷。许多人认为它是未来的材料。碳纤维是一种低重量、高强度、耐腐蚀的材料。应用能源研究中心（CAER）拥有北美所有学术机构中最大的碳纤维纺丝线，在过去的十年中，CAER的研究人员建立了一条解决方案纺丝线，并吸引了来自肯塔基州、全美乃至全世界的合作者和研究伙伴。
魏森伯格现在领导CAER的材料技术研究团队。该小组是一支由研究人员、科学家和技术人员组成的才华横溢的团队，致力于碳纤维的研究与开发。该小组是全球领先的研究组织之一，专门从事碳纤维的研究和创新。
现在可以在许多产品中找到碳纤维，如波音公司的787 Dreamliner采用碳纤维制成，高尔夫球杆、网球拍和自行车的材料使用碳纤维后更轻巧和坚固。风力涡轮机叶片通常由碳纤维制成。而且，即使是那些扫帚手柄，也可以由碳纤维制成。
最近，CAER从美国能源部（DOE）获得了180万美元的经费，用于将煤焦油沥青转化为高价值的碳纤维，用于飞机、汽车、体育用品和其他高性能材料。研究人员和行业合作伙伴将把煤焦油转化为中间相沥青，然后将其纺丝并热转化为碳纤维。如果成功的话，这种新的碳纤维产品可以使煤焦油沥青的价值增加到目前价值的5到55倍，并可以在高硬度、低重量的复合材料中找到应用。
CAER的纺丝线
魏森伯格和他的材料技术研究团队的其余成员都在尝试做曾经无法想象的事情。他们正在寻求将推动美国工业革命的燃料转变成许多人认为将推动美国制造业未来的材料。
该项目将支持中间相沥青的简化复丝熔体纺丝技术的开发，以生产“绿色”（尚未碳化）纤维，以及随后对这些绿色纤维进行连续热处理或氧化。然后，CAER团队将由用于复合材料制造的纤维以及适用于注模的填充热塑性塑料的短切碳纤维制成机织预成型坯。作为该项目的一部分，CAER研究人员将与两家领先的行业合作伙伴Koppers Inc.和Materials Sciences LLC合作。
中心主任罗德尼·安德鲁斯（Rodney Andrews）表示：“这个项目将使我们的碳纤维研究人员有可能给煤副产品赋予新生。我们很高兴能走在发展煤炭作为产品有价值前体的最前沿。同时，该项目还为我们提供了与行业领导者合作开发可应用于市场的解决方案和新技术的机会。”
根据CAER团队的说法，该项目的第一个挑战是将煤基残留物转变为“可纺物”。这正是团队丰富的碳纤维经验派上用场的地方。多年来，将煤炭转变为高价值碳材料一直是CAER研究人员的创意。来自美国能源部等联邦机构和其他组织的最新支持为这些研究工作带来了资源。尽管该领域的研究仍处于初期阶段，但魏森伯格认为这项工作很有希望。
“对于我们的研究团队来说，这是一个令人兴奋的项目，”魏森伯格说。“能够将煤副产品有效地升级为用于复合材料的高价值碳纤维，这将对肯塔基州和美国的制造商带来巨大的好处。这将大大增加煤炭价值链，进一步使肯塔基州成为碳纤维研发的全球领导者。”
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