在现代奥运会和残奥会的早期，运动员使用重型非空气动力设备进行比赛。例如，投掷标枪的记录有几乎翻倍自 1908 年这项运动诞生以来。
运动员的水平得到了提高，但他们的装备也有了进步。
事实上，几乎每项运动的运动器材（及其制造材料）都得到了改进。纤维增强塑料尤其具有革命性。这些复合材料通常将塑料与高强度碳纤维或玻璃纤维结合在一起。您现在可以在以下位置找到它们大多数运动发挥出高水平。
这些坚固、可弯曲且轻质的材料使运动员能够突破运动极限、赢得奖牌并为自己的国家带来自豪。但它们会带来隐性成本。
众所周知，复合材料很难回收。体育运动产生的废物量正在快速增长。我们的研究提供了一种方法减少这种浪费并提取有价值的碳纤维。
复合材料无处不在
纤维增强聚合物因其独特的性能而变得无处不在。它们具有重量轻、灵活性强、强度大和耐用等优点。这些特性可以通过调整纤维、混合材料和改变运动器材的设计方式来改变。
如果您一手拿起现代网球拍，另一只手拿起旧木制球拍，您会注意到其中的区别。新型复合材料球拍轻便而坚固，让球员获得更快的挥拍速度。
羽毛球拍也已经淘汰了实木拍。如今，甚至羽毛球也采用碳棒加固的羽毛。
跑步鞋依靠碳复合材料来增强弹性、帮助推进、增强脚跟稳定性并减少足部疲劳。
骑自行车有受益匪浅由碳复合材料制成。现代赛车通常完全由碳纤维制成，包括凸耳、管子和连接件。这些自行车重量轻、高度耐用，并且与金属自行车相比，空气阻力显着降低。
无论您往哪里看，您都会看到纤维增强塑料复合材料。射箭中的弓，撑杆跳中的杆，残奥会中的轮椅，排球中的碳网杆，马术中的马鞍、马蹄铁和头盔，射击中的枪两脚架，高尔夫中的高尔夫球杆杆身，帆船运动、滑冰运动中的滑板、冲浪运动中的冲浪板，甚至攀岩运动中的攀岩墙——现在全部都是由复合材料制成的。
当比赛结束时
这些材料改变了许多运动。但复合材料是由多种材料组合而成的。这意味着它们通常很难回收。
例如，在英国，约 90% 的复合废物去垃圾填埋场。只有 2% 被重新用于碳纤维。生产新的复合材料消耗很多能量。
全球约有 7,000 吨复合运动器材达到使用寿命，可以回收利用每年。回收需求正在增加。这种废物流现在占几乎百分之九复合材料市场总量。
随着这些复合材料变得越来越受欢迎，研究人员一直在寻找更好的方法来回收它们——理想情况下，以同时有利可图的方式进行回收。虽然许多方法无法盈利，但我们早期的成本效益研究发现几种方法这显示出希望。
在我们的最近的研究，我们测试了一种方法：热化学回收。
考虑回收复合材料的挑战。它们通常涂有聚合物或树脂，以使其表面更耐用。但这使得将这些材料分开变得更加困难。碳纤维是这些复合材料中最有价值的部分。
为了找到提取这些纤维的方法，我们采用了由碳纤维复合材料制成的破损自行车，并尝试使用化学品和热量进行回收。
通过反复试验，我们开发了高效的化学方法来预处理损坏的自行车，并发现了熔化它们的最佳温度：425°C。
在这个温度下，我们可以相对完整地提取这些纤维。再生纤维保留了 94% 的原始硬度和 90% 的原始强度。
这意味着它们可以用于不同的用途，其中强度和刚度稍低的用途是可以接受的。
回收的碳纤维还可用于其他自行车部件的 3D 打印，提供高重量强度比和更高的耐用性，甚至可用于钢筋混凝土。
从这里去哪里？
很难看到运动员会重新使用过去的重型非空气动力学装备。但是，如果能够在运动器材报废时以经济高效的方式从其中回收有价值的材料，就会激励人们对这种不断增长的废物流做一些有用的事情。
虽然我们的新方法比现有的热回收工艺使用更少的能源，并产生相对环保的废物副产品，但我们相信我们可以进一步改进该工艺，使其使用更少的能源。
最终，我们希望这种方法能够帮助中小型回收企业加工更多的体育复合产品。
阿里·哈迪格，高级讲师，结构工程，悉尼大学和Yaning Wei, 博士后研究员, 土木工程,悉尼大学
