Mae tîm dan arweiniad yr Athro Wang Huaiyuan o Ysgol Peirianneg Gemegol Prifysgol Tianjin wedi llwyddo i ddatblygu resin epocsi newydd sy'n cyfuno ymwrthedd tymheredd uchel, cryfder uchel a chaledwch, a'r gallu i'w hailgylchu trwy ddyluniad strwythur moleciwlaidd arloesol, gan dorri'r "dilema llif llif" perfformiad hirsefydlog sydd wedi bod yn bla ar y diwydiant. Cyhoeddwyd y canlyniadau ymchwil perthnasol yn ddiweddar yn y cyfnodolyn rhyngwladol *Advanced Materials*. Mae resin epocsi, oherwydd ei briodweddau gludiog rhagorol, cryfder mecanyddol, a gwrthiant cyrydiad cemegol, yn cael ei ddefnyddio'n helaeth mewn meysydd strategol megis ynni newydd a phecynnu electronig. Mae'n ddeunydd allweddol anhepgor mewn gweithgynhyrchu modern uchel, y cyfeirir ato'n aml fel "sgerbwd anweledig" diwydiant modern, gyda maint y farchnad fyd-eang yn fwy na $13 biliwn. Yn fy ngwlad, mae resin epocsi hefyd yn ddeunydd sylfaen pwysig ar gyfer gweithgynhyrchu llafn tyrbin gwynt. Fodd bynnag, wrth i offer ynni gwynt ddod i mewn i'w gyfnod datgomisiynu yn raddol, cynhyrchir tua 5,800 tunnell o wastraff deunydd cyfansawdd resin epocsi bob blwyddyn, ar hyn o bryd yn dibynnu'n bennaf ar dirlenwi neu losgi i'w waredu, gan achosi nid yn unig gwastraff adnoddau ond hefyd bwysau amgylcheddol. Mae'r brif her wrth ailgylchu resin epocsi yn gorwedd yn y perfformiad "penbleth seesaw." Mae resinau epocsi traddodiadol, ar ôl eu halltu, yn ffurfio strwythur rhwydwaith tri dimensiwn, sy'n debyg i "rwyd bysgota na ellir ei thorri." Mae sicrhau cydbwysedd rhwng cryfder uchel, ymwrthedd gwres uchel, caledwch a phrosesadwyedd bob amser yn heriol-mae gwydnwch yn gofyn am aberthu ymwrthedd gwres, tra bod gwella ymwrthedd gwres yn arwain at frau. Mae hyn nid yn unig yn cyfyngu ar ei ddefnydd mewn amgylcheddau eithafol ond mae hefyd yn dod yn dagfa graidd ar gyfer cynhyrchu domestig a gwyrddu resinau epocsi pen uchel. Dechreuodd tîm yr Athro Wang Huaiyuan o'r ffynhonnell ddylunio moleciwlaidd, gan wreiddio "parau ïon sylfaen" asid cildroadwy yn y rhwydwaith anhyblyg o resinau epocsi traddodiadol. Mae'r parau ïon hyn yn chwarae rhan ddeuol yn y deunydd: maen nhw'n "amsugwyr sioc bach" yn amsugno egni effaith ac yn "gatalyddion deallus" sy'n cychwyn ailgyfuno bondiau ar dymheredd uchel. Mae'r dyluniad hwn yn caniatáu i'r deunydd newydd gynnal cryfder uwch (78 MPa) a gwrthsefyll gwres (tymheredd trawsnewid gwydr yn fwy na 245 gradd Celsius) tra'n cyflawni caledwch torri asgwrn o 8.2 megajoule y metr ciwbig. O'i gymharu â deunyddiau resin epocsi pen uchel sydd ar gael yn fasnachol, mae ymwrthedd gwres y deunydd newydd yn gwella tua 15%, tra bod ei wydnwch torri asgwrn yn cynyddu bron i dair gwaith. Wrth gynnal y priodweddau rhagorol hyn, mae'r deunydd newydd hefyd yn meddu ar alluoedd hunan-iacháu a'r gallu i'w hailgylchu heb resinau epocsi traddodiadol. "Am y tro cyntaf, rydym wedi cyflawni diraddiad siâp rhaglenadwy a chemegol mewn resin epocsi thermosetting perfformiad mor uchel," meddai Wang Huaiyuan. "Mae arbrofion yn dangos y gellir ailbrosesu'r deunydd hwn a'i ailgylchu'n gorfforol sawl gwaith, gyda dirywiad perfformiad heb fod yn fwy na 10%." Mae hyn yn torri'r cyfyngiad ar resinau epocsi traddodiadol sy'n cael eu "gosod yn barhaol ar ôl gwella unwaith." Yn seiliedig ar ei briodweddau unigryw, llwyddodd y tîm i baratoi gorchudd cyfansawdd uwchhydroffobig, dargludedd thermol uchel-gydag ongl cyswllt dŵr yn agos at 150 gradd-trwy broses wasgu boeth syml. Mae ychwanegu llenwad boron nitrid yn gwella'r dargludedd thermol yn sylweddol, gan fynd i'r afael â heriau afradu gwres gorsafoedd sylfaen 5G a sglodion perfformiad uchel, a darparu cefnogaeth ar gyfer uwchraddio diwydiannau deunyddiau pen uchel o dan y targed "carbon deuol". Yn y dyfodol, yn y sector ynni gwynt, disgwylir i'w ailgylchadwyedd ddatrys y broblem o waredu llafnau wedi ymddeol; yn y sector cerbydau ynni newydd, gall ei gryfder uchel, ei wydnwch, a'i fanteision gwrthsefyll tymheredd uchel helpu i uwchraddio offer i fod yn ysgafn, tra hefyd yn darparu rhagolygon eang ar gyfer amnewid resinau epocsi pen uchel yn y cartref.
