Новий вид пластику можна використовувати багаторазово
Останній перегляд: 16.10.2021
Весь контент iLive перевіряється медичними експертами, щоб забезпечити максимально можливу точність і відповідність фактам.
У нас є строгі правила щодо вибору джерел інформації та ми посилаємося тільки на авторитетні сайти, академічні дослідницькі інститути і, по можливості, доведені медичні дослідження. Зверніть увагу, що цифри в дужках ([1], [2] і т. д.) є інтерактивними посиланнями на такі дослідження.
Якщо ви вважаєте, що який-небудь з наших матеріалів є неточним, застарілим або іншим чином сумнівним, виберіть його і натисніть Ctrl + Enter.
Співробітники національної лабораторії Лоуренса Берклі, яка належить Міністерству енергетики Сполучених Штатів, створили новий різновид полімерного матеріалу. Цей матеріал, на кшталт конструкторів, розбирається і збирається, приймаючи необхідну форму, щільність і колірний відтінок без втрати якості. Цей полімер назвали полідікетоенаміном, скорочено PDK.
Що випускається в усьому світі пластик переважно не підлягає повторному використанню. Фахівці застосували новий метод у виробництві, за допомогою якого можна врахувати молекулярну переробку продукту.
Відомий і найбільш поширений на даний момент пластик ПЕТ (поліетилентерефталат) годиться для переробки всього на 25%. Решту кількість виявляється на сміттєспалювальних підприємствах, звалищах або осідає в грунті і водоймах.
Пластик зазвичай складається з довгих молекулярних молекул на вуглецевій основі, які пов'язані між собою з формуванням полімерів. Завдяки своїй структурі вони проявляють хімічну стабільність - тобто, не піддаються корозії. Для пристосування матеріалу під конкретне використання, на виробництвах в нього додають інші хімічні компоненти. Наприклад, добавки необхідні для того щоб зробити пластик м'якше або, навпаки, щільніше. Згодом такі добавки вже неможливо вилучити зі складу, навіть при спеціалізованій переробки пластмаси.
Матеріали з різними хімічними компонентами перемішуються, з'єднуються і розплавляються в ході переробного процесу. Властивості повторно отриманого пластика передбачити вже практично неможливо.
Пластикові переробки - це величезна проблема в усьому світі. Зараз повсюдно порушується питання про забруднення екосистеми, і, швидше за все, нам доведеться чекати погіршення ситуації, оскільки кількість неутилізованих і виробленої пластмаси продовжує зростати.
Виявляється, що мономери, що входять до складу PDK, видаляються легко простим зануренням матеріалу в сильнокислую рідина, в якій відбувається руйнування зв'язків між мономерами і додатковими компонентами.
Таку здатність PDK вчені виявили при нанесенні різних кислот на скляні ємності, що застосовуються для приготування клейових сумішей. Фахівці помітили, що клей змінювався. Це змусило їх проаналізувати пластик методом ядерного магнітного резонансу і спектроскопії, завдяки чому була виявлена оригінальність мономерів.
Подальші експерименти продемонстрували, що кисле середовище розщеплює полімери PDK на мономери, одночасно відокремлюючи їх від додаткових молекул. При цьому мономери можна повторно перетворити в полімери, які після переробки будуть повністю очищені від інших компонентів. Експерти припускають, що новий вид пластику може стати перспективним аналогом інших матеріалів, що не піддаються переробці.
Фахівці вже запланували розробку PDK-пластмас, що володіють великим спектром термомеханических можливостей, для подальшого використання в текстильній і 3D-друкованої промисловості. Також передбачається виготовлення нових видів пластику з рослинних і екологічних матеріалів.
Подробиці роботи були представлені на сторінках Nature Chemistry (www.nature.com/articles/s41557-019-0249-2).