Новый вид пластика можно использовать многократно
Последняя редакция: 16.10.2021
Весь контент Web2Health проверяется медицинскими экспертами, чтобы обеспечить максимально возможную точность и соответствие фактам.
У нас есть строгие правила по выбору источников информации и мы ссылаемся только на авторитетные сайты, академические исследовательские институты и, по возможности, доказанные медицинские исследования. Обратите внимание, что цифры в скобках ([1], [2] и т. д.) являются интерактивными ссылками на такие исследования.
Если вы считаете, что какой-либо из наших материалов является неточным, устаревшим или иным образом сомнительным, выберите его и нажмите Ctrl + Enter.
Сотрудники национальной лаборатории Лоуренса Беркли, которая принадлежит Министерству энергетики Соединенных Штатов, создали новую разновидность полимерного материала. Этот материал, по типу конструкторов, разбирается и собирается, принимая необходимую форму, плотность и цветовой оттенок без потери качества. Этот полимер назвали полидикетоенамином, сокращенно PDK.
Выпускаемый во всем мире пластик преимущественно не подлежит повторному использованию. Специалисты применили новый метод в производстве, при помощи которого можно учесть молекулярную переработку продукта.
Известный и наиболее распространенный на данный момент пластик ПЭТ (полиэтилентерефталат) годится к переработке всего на 25%. Все оставшееся количество оказывается на мусоросжигательных предприятиях, свалках или оседает в почве и водоемах.
Пластик обычно состоит из длинных молекулярных молекул на углеродной основе, которые связаны между собой с формированием полимеров. Благодаря своей структуре они проявляют химическую стабильность – то есть, не поддаются коррозии. Для приспособления материала под конкретное использование, на производствах в него добавляют другие химические компоненты. Например, добавки необходимы для того чтобы сделать пластик мягче или, наоборот, плотнее. Впоследствии такие добавки уже невозможно изъять из состава, даже при специализированной переработке пластмассы.
Материалы с разными химическими компонентами перемешиваются, соединяются и расплавляются в ходе перерабатывающего процесса. Свойства повторно полученного пластика предсказать уже практически невозможно.
Пластиковые переработки – это огромная проблема во всем мире. Сейчас повсеместно поднимается вопрос о загрязнении экосистемы, и, скорее всего, нам придется ожидать усугубления ситуации, поскольку количество неутилизированной и производимой пластмассы продолжает расти.
Оказывается, что мономеры, входящие в состав PDK, удаляются легко простым погружением материала в сильнокислую жидкость, в которой происходит разрушение связей между мономерами и дополнительными компонентами.
Такую способность PDK ученые обнаружили при нанесении различных кислот на стеклянные емкости, применяемые для приготовления клеевых смесей. Специалисты заметили, что клей изменялся. Это заставило их проанализировать пластик методом ядерного магнитного резонанса и спектроскопии, благодаря чему была обнаружена оригинальность мономеров.
Дальнейшие эксперименты продемонстрировали, что кислая среда расщепляет полимеры PDK на мономеры, одновременно отделяя их от дополнительных молекул. При этом мономеры можно повторно преобразовать в полимеры, которые после переработки будут полностью очищены от других компонентов. Эксперты предполагают, что новый вид пластика может стать перспективным аналогом других материалов, не поддающихся переработке.
Специалисты уже запланировали разработку PDK-пластмасс, обладающих обширным спектром термомеханических возможностей, для последующего использования в текстильной и 3D-печатной промышленности. Также предполагается изготовление новых видов пластика из растительных и экологичных материалов.
Подробности работы были представлены на страницах Nature Chemistry (www.nature.com/articles/s41557-019-0249-2).