Két magyar kutatás is nyert támogatást: a bioműanyagok újrahasznosítására és gépészeti fejlesztési módszertanra költhetik

A bioműanyagok újrahasznosítását, illetve a hatékonyabb, jobb járműipari és gépészeti alkalmazásokat szolgálja az a két kutatás, amelyet a Széchenyi István Egyetem munkatársai a Nemzeti Kutatási, Fejlesztési és Innovációs Hivatal pályázatán elnyert támogatásból valósítanak meg a következő 4 évben.

A Nemzeti Kutatási, Fejlesztési és Innovációs Hivatal 2024 végén 5,8 milliárd forint támogatást osztott ki a Nemzeti Kutatási Kiválósági Program Starting alprogramja keretében. Erre olyan kutatók pályázhattak, akiknek a doktori fokozatszerzésük óta legfeljebb 7 év telt el. A kiírás célja az önálló kutatói életpálya megkezdésének elősegítése, a kreativitás és a kiválóság megerősítése volt - írta a SZE cikke. 

A többségében külföldi szakértőkből álló zsűri javaslata alapján a Széchenyi István Egyetem két munkatársa is sikeresen szerepelt: dr. Lendvai László „Biopolimerek és kompozitjaik élettartamának és mechanikai újrahasznosíthatóságának fejlesztése” című kutatására 100 millió, míg dr. Antali Máté „Kapcsolt súrlódási modellek nemlineáris hatásai járműdinamikai alkalmazásokkal” című kutatására 56 millió forintot nyert el.

Bioműanyagok újrahasznosításával a fenntarthatóságért

„A megújuló erőforrásból – jellemzően magas keményítőtartalmú élelmiszer-alapanyagokból, például kukoricából, cukornádból, burgonyából – készülő, biológiai úton, ipari komposztálással lebontható bioműanyagok molekuláris szerkezetüket, tulajdonságaikat, feldolgozhatóságukat tekintve nagyon hasonlóak, mint hagyományos, kőolajalapú társaik. Az elnyert támogatás segítségével a tavaly ősszel megalakított Fenntartható Polimerek és Polimertechnológiák Kutatócsoportunkban azt kutatjuk, mi lenne, ha nem lebontani, hanem újrahasznosítani próbálnánk ezeket. E területtel nemzetközi szinten is csak nagyon kevesen foglalkoztak eddig” – részletezte témáját dr. Lendvai László, az Anyagtudományi és Technológiai Tanszék docense, a kutatócsoport vezetője.

Kiemelte, hogy a kutatást egy másodlagos nézőponttal is kiegészítették. „A műanyagok újrahasznosítása során elkerülhetetlenül tulajdonságromlás következik be, ezáltal többek között csökken a szilárdságuk, elszíneződnek, ridegebbé, törékenyebbé válnak. Lassabban, de ugyanez játszódik le a használat során a környezeti hatások – például az UV-sugárzás, a páratartalom, a hőmérséklet-ingadozás – eredményeként is. 

Emiatt a kutatásunk során a hasznos élettartam során bekövetkező elöregedési folyamatokat is vizsgáljuk. Egyrészt kísérleti úton anyagmodelleket tervezünk felállítani arra vonatkozóan, hogy milyen mértékben és módon romlanak a bioműanyagok tulajdonságai a feldolgozás és a használat közben. Másrészt megoldásokat szeretnénk kínálni, miként lehet különböző adalékokkal elérni, hogy tulajdonságaik romlását visszafordítsuk, sőt akár még a kezdeti értéket meghaladóra növeljük. Ez, a bioműanyagok minőségnövelt újrahasznosítása, teljesen új terület - fejtette ki dr. Lendvai László.

A kutatásba az egyetemen belüli szinergiákat kihasználva bevonták az intézmény Csomagolás és Környezetállósági Vizsgálólaboratóriumát is, amelynek modern eszközeivel imitálni tudják a műanyagokat öregedésre késztető környezeti hatásokat. Ennek köszönhetően a folyamatok gyorsított szimulációját végezhetik el. Ezeket a kísérleteket már el is kezdték.

Új módszertan segítené a modellezést és szimulációt a gépészeti fejlesztésben

Dr. Antali Máté, a Széchenyi István Egyetem Alkalmazott Mechanika Tanszéke docensének interdiszciplináris alapkutatási területe egyszerre kapcsolódik a mechanikához, a matematikához és a gépészeti, különösen a járműdinamikai alkalmazásokhoz.

„A vizsgálatom tárgya az egymással érintkező, gördülő vagy csúszó gépelemek súrlódási jelenségeinek leírása. A kutatás motivációja főleg a közúti és vasúti járművek kerekeinek úttal, illetve sínnel való érintkezése, de ide tartoznak más, egymáson csúszó vagy gördülő gépelemek, mint például a csapágygörgők is” – fogalmazott. 

Hozzátette: a mozgás és erőhatások dinamikai viszonyai befolyásolják, hogy mikor és milyen irányban következik be a csúszás vagy a letapadás.

„Ezen jelenségek leírásában nagy szerepük van a súrlódási modelleknek. A súrlódás leírása a szakirodalomban roppant szerteágazó, az egyes modellek az eltérő módszertan miatt sokszor egymással is nehezen összevethetők. A célom olyan egyéges mechanikai megközelítés megalkotása, melynek keretei közé a gördülő alkatrészekre alkalmazható számos súrlódási modell beilleszthető, majd azok továbbfejleszthetők. Az egyik kritikus kérdés az eltérő mozgásformák kapcsolt hatásainak leírása, például a haladó és forgó mozgás együttes jelenléte, valamint a súrlódási erőkben lévő hirtelen változások” – emelte ki a kutató.

A projekt vezetője hangsúlyozta, hogy a kutatás sok olyan gépészeti probléma során alkalmazható lehet, amelyeknél hangsúlyos szerepet kap a szerkezetek megfelelő modellezése és szimulációja. A projekt célja, hogy a mechanikai és matematikai módszerek fejlesztésével pontosabb előrejelzést adhassanak a gépek mozgására, dinamikai viselkedésére. Hozzáfűzte, mindez olyan, az ember biztonságára, végső soron az életére is jelentős hatással bíró berendezések esetében is fontos, mint az elektromos menetstabilizátor vagy a kipörgésgátló.

Szeretnénk olyan mérnöki-matematikai keretrendszert adni, mely egyrészt pontosabb új súrlódási modelleket eredményez, másrészt világosan megmutatja az egyes módszerek alkalmazási határait. A szimulációs módszereken keresztül ez jobb, hatékonyabb működést eredményez a különböző gép- és járműipari alkalmazásokban” – fogalmazta meg a projekt lényegét dr. Antali Máté.