Ученые из Корнелльского университета разработали экологичный заменитель термореактивных пластиков — материалов, которые после затвердевания уже нельзя переплавить и переработать. Исследование опубликовано в журнале Nature.
Сейчас такие пластики составляют 15–20% всех полимеров и не перерабатываются. Например, к ним относятся клеи, покрытия или детали автомобилей, шары для боулинга и прочите, которые после использования просто выбрасывают. Новый материал можно разлагать без вреда для окружающей среды.
Проблема современных полимеров заключается в том, что эти материалы, такие как полиуретан и этилен-пропиленовый каучук, имеют сшитую полимерную структуру — их молекулы образуют прочную сеть, как переплетенные нити. Это делает их долговечными, но неперерабатываемыми: при нагревании они не плавятся, а горят или крошатся.
Команда Бретта Форса нашла решение этой проблемы, используя дигидрофуран (DHF) — мономер, получаемый из биомассы. Через две стадии полимеризации DHF превращается в сшитый полимер, который обладает сверхпрочными свойствами. Во-первых, он перерабатывается при нагреве — распадается на исходные мономеры для повторного использования. Во-вторых, он разлагается в природе на безопасные компоненты.
Новый материал демонстрирует прочность, сравнимую с современными аналогами, такими как полиуретан для обуви или каучук для шлангов. Его сшитая структура напоминает вязаный свитер: прочный, но при «распускании» (переработке) возвращается в исходные «нити» (мономеры). Разложение материала происходит постепенно, подобно дереву, превращаясь в безвредные вещества.
Новый материал может заменить термореактивный пластик в таких областях, как автошины, медицинские импланты и упаковка. Ученые работают над внедрением нового материала в технологии 3D-печати и улучшением его свойств с помощью других мономеров.
«Раньше мы делали полимеры на века, но это ошибка. Теперь создаем те, что служат достаточно и не вредят планете», — отметил Бретт Форс, автор проекта
Микропластик обнаружили в человеческой сперме
Частицы микропластика смогли преодолеть гематоэнцефалический барьер и попасть в мозг