Čína masově vyrábí uhlíkové vlákno 10x pevnější než ocel: Změní letectví, robotiku i elektromobily

Po dvou dekádách výzkumu se Číně podařilo uvést do masové výroby uhlíkové vlákno T1200, které má desetkrát vyšší pevnost než ocel. Materiál otevírá nové možnosti pro bezpečnější skladování vodíku, delší dojezd elektromobilů a lehčí roboty.

Čína se stala první zemí, která zahájila masovou výrobu uhlíkového vlákna třídy T1200, vysoce výkonného materiálu s širokým uplatněním v obraně, letectví a robotice. Doposud dominovaly trhu s high-end kompozity především japonské a americké firmy. Státní vysílací společnost CCTV oznámila, že Čína jako první přesunula toto ultrapevné vlákno z laboratoře na výrobní linku s kapacitou 100 tun ročně.

Po dvou desetiletích intenzivního výzkumu a vývoje představila státní společnost China National Building Material Group (CNBM) tento mimořádně pevný materiál na veletrhu JEC World v Paříži. Podle deníku South China Morning Post (SCMP) má vlákno desetkrát vyšší pevnost než ocel a je desetkrát tenčí než lidský vlas. V oblasti pokročilých kompozitů slouží označení „T“ jako ukazatel pevnosti v tahu, přičemž Čína v posledních letech posunula své schopnosti od T300 až k T1000. T1200 je nejnovějším a nejsilnějším článkem v tomto řetězci, s pevností v tahu přesahující 8 gigapascalů (GPa). Pro demonstraci jeho odolnosti vědci stočili 120 000 těchto vláken do lana o tloušťce menší než 2 mm, které je údajně „dostatečně pevné, aby utáhlo autobus s 54 dospělými“.

Vysokého výkonu je dosaženo náročným výrobním procesem, při kterém jsou prekurzorová vlákna předoxidována při 200–300 °C, než projdou vysokoteplotní karbonizací při 2 000 °C. Vedoucí výzkumník Chen Qiufeng zdůraznil, že masová výroba transformuje tento pokročilý materiál z drahé laboratorní rarity na široce dostupný průmyslový zdroj.

Jedinečná kombinace vysoké pevnosti a nízké hustoty materiálu – pouhá čtvrtina hustoty oceli – z něj činí transformační základ pro různá odvětví. Slouží také jako high-tech „páteř“ pro příští generaci energetiky a dopravy. Díky lehčím a odolnějším komponentům by vlákno mohlo umožnit bezpečnější vysokotlaké skladování vodíku, prodloužit dojezd elektromobilů a podpořit „nízkopříjmovou ekonomiku“ dronů a létajících taxi. Jeho všestrannost se dále rozšiřuje na robotiku a výrobu lehkých lékařských přístrojů a elitního sportovního vybavení.

V posledních letech se hierarchie „T-tříd“ stala standardem pro měření vyspělosti výrobních schopností jednotlivých zemí. Japonská společnost Toray Industries v současnosti vede globální trh s roční produkcí 29 100 tun a nedávno vyvinula vlastní vlákno T1200 s pevností 8 GPa. Konkurenční prostředí se rychle zintenzivňuje. Japonská společnost Mitsubishi Chemical plánuje do roku 2027 zdvojnásobit svou kapacitu pro high-end materiály, zatímco jihokorejská Hyosung si klade za cíl dosáhnout 24 000 tun do roku 2028. Americký gigant Hexcel si mezitím udržuje svou pozici hlavního dodavatele pro vojenské programy USA.