Создан «умный» самовосстанавливающийся пластик, который крайне легко утилизировать
Причина, по которой обычные пластмассы так долго сохраняются в окружающей среде, заключается в невероятно прочных химических связях между мономерами внутри них. Эти частицы соединяются, образуя полимеры посредством так называемых ковалентных связей, но ученые надеются создать более экологичные формы материала, основанные на нековалентных связях.
Эти более слабые соединения лучше подходят для разложения и вторичной переработки материала, но за это приходится платить с точки зрения механических характеристик. Инженеры уже протестировали несколько интересных примеров «супрамолекулярных» материалов в виде гибридных полимеров для доставки лекарств, самособирающихся пластиков и клеев, работающих при экстремальных температурах.
Используя технику, называемую разделением фаз жидкость-жидкость (LLPS), авторы нового исследования уверяют, что разработали супрамолекулярный пластик с механической прочностью обычного пластика. Материал содержит нековалентные связи высокой прочности, которые являются обратимыми, что позволяет его разлагать или перерабатывать после использования, наряду с некоторыми другими полезными свойствами.
Пластик обладает впечатляющей способностью растягиваться и деформироваться при низком содержании воды, а высокий уровень водонасыщения превращает его в клей. Кроме того, в этом состоянии пластик мгновенно самовосстанавливается при разрушении на куски.
«По сравнению с обычными пластиками наши новые супрамолекулярные пластики умнее, поскольку они сохраняют не только сильные механические, но также динамические и обратимые свойства, которые делают материал самовосстанавливающимся и пригодным для повторного использования», — пояснил автор исследования доктор Цзинцзин Ю.
Самовосстанавливающиеся полимеры — многообещающая технология с широким потенциалом, и в будущем их можно будет найти в автомобильной краске, которая восстанавливает свои собственные царапины, в чехлах для iPhone, которые сами себя ремонтируют, и в батареях следующего поколения. Ученые считают, что использование их подхода, сочетающего это свойство с более легкой разлагаемостью и возможностью вторичной переработки, открывает новые захватывающие возможности использования экологически чистых супрамолекулярных пластиков.
Экологически чистый «супрамолекулярный» пластик легко перерабатывается, а при тщательном регулировании содержания воды может быть превращен в клей или даже мгновенно самовосстанавливаться при повреждении.