Da Dr. Habib Dagher grundlagde University of Maines Advanced Structures and Composites Center i 1996, arbejdede han tæt sammen med et team i jagten på den snævre mission om at udvikle næste generation af kompositmaterialer ved hjælp af biobaserede materialer.
Nu – næsten 25 år senere – er laboratoriet og dets mission vokset betydeligt.
“I dag har vi 240 personer, som arbejder i laboratoriet, i et ca. 9.000 kvadratmeter stort laboratorieområde. De arbejder konstant på mere end hundrede forskellige projekter og udvikler materialer og strukturer for mere end 500 kunder over hele verden,” sagde Dagher.
Disse kunders behov spænder fra anlægsarbejde såsom broer, energikonstruktioner såsom vindenergi og turbinestøtte – med et særligt fokus på offshore-vindteknologi – bådbygning og endda til rumrejser med det formål at hjælpe NASA med at sende folk til Mars.
“Temaet er strukturer og materialer, og hvordan strukturer og materialer anvendes effektivt i alle disse forskellige rum,” sagde Dagher.
Materialeændring
Laboratoriet samarbejder med kunder fra alle disse forskellige brancher for at hjælpe med at udvikle nye materialeteknologier. “Laboratoriet er ISO 17025-certificeret,” sagde Dagher, “så vi udfører også struktur- og materialetest for kunder. Alt, hvad vi foretager os, godkendes typisk automatisk til brug i applikationer til opbygning af koder.”
Og hvis en virksomhed endnu ikke benytter et nyt kompositmateriale, som laboratoriet udvikler, sagde Dagher, at hans team vil finde måder, hvorpå de kan få det ind på markedet.
“Vi har fået en række virksomheder til at udvikle fra laboratoriet,” sagde Dagher. “En af vores missioner er økonomisk udvikling. Så efterhånden som vi udvikler nye teknologier, vil vi enten licensere en eksisterende virksomhed til at bruge teknologien eller få en ny virksomhed til at markedsføre den. Hvis der er en helt ny produktlinje, som ikke passer ind i en andens forretning, vil vi arbejde på at hjælpe virksomheden med at bruge investorer fra bunden”.
Denne mangfoldige kundebase har fået University of Maine til at udvikle en forbløffende mængde kompositmaterialer.
“Kompositmaterialer kan designes til slutanvendelser,” sagde Dagher, “så du kan skræddersy materialet til det, du har brug for. Og det er fordelen ved kompositmaterialer – de er materialer efter design, hvis du ønsker det. Det kan være biobaserede kompositmaterialer, det kan være syntetiske kunstharpikser og fibre, eller det kan være biobaserede kunstharpikser og fibre. Det kan være kombinationer heraf.”
Der er også mange fordele ved at bruge kompositmaterialer i en lang række anvendelser.
“Generelt er de lette,” sagde Dagher. “De har styrke- og stivhedsegenskaber, styrke- og vægtegenskaber, som er meget fordelagtige, så du kan lave meget lette strukturer sammenlignet med typiske byggematerialer. Den anden fordel er, at de typisk er mere holdbare end konventionelle materialesystemer. Du kan designe dem, så de overgår de typiske livscyklusser for traditionelle materialer.”
Miljøvenlige
Ud over deres fordele i de aktive faser af byggeprocessen kan brugen af korrekt designede kompositmaterialer faktisk ændre hele det miljømæssige billede af et givent projekt, sagde Dagher, og aktivt reducere livscyklusomkostningerne og CO2-aftrykket for et bestemt system.
“Det, vi forsøger at gøre hele tiden, er at se på tingene fra start til slut,” sagde Dagher. “En del af at gå mod biobaserede materialer er at bruge genanvendelige kompositmaterialer.” Dette fokus på biomaterialer er en del af laboratoriets strategiske Green Energy and Materials-initiativ, som er et 10-årigt forsøg på at mindske de miljømæssige udfordringer, der er forbundet med moderne byggepraksis.
“Det, vi gør her, er at udvikle systemer, som reducerer CO2-aftrykket i byggeriet og giver os biobaserede materialer, der kan genbruges 100 %, når deres levetid er slut,” sagde Dagher. Mens typiske plastmaterialer er oliebaserede, har Dagher og hans team arbejdet på at udvikle termoplastiske kompositmaterialer og biobaseret termoplast, som er biologisk nedbrydeligt og genanvendeligt.
3D efter design
Den 10. oktober 2019 løftede laboratoriet sløret for sit nyeste projekt, The GEM Initiative, verdens største 3D-printer. Laboratoriet siger, at det vil bruge 3D-printeren til at udskrive genanvendelige kompositmaterialer af plast, som kan bruges på mange forskellige måder i byggeprocessen.
“Et af eksemplerne kunne være forskalling af beton,” sagde Dagher. “Brug af printeren til at skabe meget avancerede arkitektoniske formularer, der ellers ville være meget vanskelige at lave, og som skaber en slags forskalling.”
Og når forskallingen er blevet brugt, “tager vi den tilbage,” sagde Dagher. “Så pulveriserer vi den og gør det igen. Det ændrer spillereglerne i forhold til evnen til at være mere innovativ, og så reduceres spild ved slutningen af byggeprojektets levetid betydeligt.”
Dagher sagde, at hans mål er at fortsætte med at bidrage til de miljøændringer, som er nødvendige i byggebranchen for at gøre den mere bæredygtig.
“Vi er virkelig nødt til at tænke helt anderledes i forhold til, hvordan vi bygger ting,” sagde Dagher. “Vi er nødt til at begynde at tænke på, hvordan vi genbruger ting, og hvilken form for energiindhold vi har i disse systemer. Vi har brug for at bygge systemer, der er mindre oliebaserede for at reducere påvirkningen af det globale klima.”
Takket være initiativer som den bioplastiske 3D-printer og den omfattende portefølje af rene energiprojekter fortsætter University of Maines Advanced Structures and Composites Center med at gå forrest i kampen.
