Учёные из университета Ратгерса разработали макромолекулы для пластика с программируемым разложением. Результаты исследований опубликованы в журнале NatureChemistry. Заведующая кафедрой полимеров на базе ООО «АКРИПОЛ» Института химии СГУ Анна Борисовна Шиповская прокомментировала новую разработку.
Учёные предложили скорректировать химическую структуру макромолекул, чтобы ускорить разрушение будущего пластика. Именно из-за химической структуры макромолекул пластик становится экологической проблемой. Бытовой пластик практически не разлагается. Сейчас он состоит из прочных цепей синтетических полимеров и пластификаторов, что делает его устойчивым к микроорганизмам и не даёт распадаться в природной среде. Учёные ищут способы «ослабить» связь между звеньями цепей, не лишая материал полезных свойств.
Один из таких подходов предложили американские исследователи, разработавшие макромолекулы с программируемым сроком разложения. В синтетические цепи включаются легко разрушаемые связи, присущие природным полимерам. Связи позволяют контролировать срок разложения. От того, сколько ввели таких «слабых» связей, будет зависеть длительность разрушения. Чем их больше, тем быстрее произойдёт разрушение. Это позволит программировать пластик под разные задачи: например, материал, предназначенный для упаковок и одноразовых изделий, будет разлагаться быстрее.
Несмотря на перспективность подхода, технология пока далека от идеала. Эксперименты показали, что запрограммированное разрушение элементарных структурных единиц происходит не до конца. Так, созданный образец после 18 часов пребывания на открытом воздухе потерял массу и изменил форму, но не разложился полностью. Это связано с тем, что в химической структуре макромолекул сохраняются прочные связи, устойчивые к воздействию внешней среды. Таким образом, говорить об абсолютном контроле разложения на данном этапе пока преждевременно.
Помимо технологических сложностей, существует и экономическое препятствие. Любая новая разработка на начальном этапе требует затрат, и пластик с программируемым разрушением не исключение. По словам Анны Борисовны Шиповской, сама идея замечательная, но подобные технологии пока остаются дорогостоящими и невыгодными для массового производства. Эта ситуация типична для любых инноваций: на ранних этапах внедрения даже привычные сегодня материалы были дорогостоящими. В своё время первые изделия из полимеров стоили дороже золота, прежде чем стали доступными и широко распространёнными.
Методы переработки требуют грамотной сортировки мусора, а значит – активного участия самих людей. Анна Борисовна выделила несколько способов решения проблемы – пиролиз, сжигание пластика и механическую переработку. Использование вторично переработанного сырья также сокращает количество отходов.
Без раздельного сбора мусора даже самые эффективные технологии переработки теряют смысл. Именно поэтому важно формировать в обществе культуру ответственного потребления пластика. Решение проблемы начинается не только в лабораториях, но и в повседневных действиях каждого человека.
Подготовили слушатели Школы журналистики СГУ Надежда Чаплыгина и Александра Луценко