Могут ли умные полимеры спасти окружающую среду?

Рост пластикового загрязнения становится одной из главных экологических проблем современности – ежегодно образуется около 52 млн тонн пластиковых отходов, а существующие устойчивые материалы отличаются сложными процессами синтеза и трудностями разделения в процессе утилизации.
Могут ли умные полимеры спасти окружающую среду?
Изображение носит иллюстративный характер

Исследовательская группа под руководством доктора Тэ Ан Ким из Конвергенционного исследовательского центра по решению электромагнитных помех в будущем мобильности при Korea Institute of Science and Technology разработала инновационный подход для создания экологически чистых полимеров с автономными функциональными возможностями.

Новый материал основывается на молекуле с пентагональной структурой, которая свободно преобразуется между мономерами и полимерами за счёт динамических ковалентных обменных реакций. Такие реакции активируются под воздействием тепла, света и механических сил, что позволяет настраивать механические свойства от гибкости резинки до жесткости стекла.

Полимер демонстрирует возможность обнаружения повреждений за счёт флуоресценции в зонах дефектов и самовосстанавливается при воздействии тепла и света. Помимо этого, он динамично изменяет свои тепловые, механические и оптические свойства в ответ на внешние стимулы.

Материал легко деполимеризуется обратно до мономеров, даже при смешении с обычными пластиками, что позволяет регенерировать полимеры с сохранением первоначальных свойств. Этот подход снижает затраты на сортировку смешанных пластиковых отходов и способствует развитию устойчивых технологий.

Как защитное покрытие он показывает твердость до трёх раз выше и модуль упругости более чем в два раза превосходящими показатели традиционных эпоксидных покрытий. Воздействие ультрафиолета усиливает молекулярные взаимодействия, фиксируя заданную форму и открывая применение в умной одежде, носимых устройствах и робототехнике.

Экономическая эффективность разработки проявляется в существенном снижении затрат на переработку пластмасс и минимизации негативного воздействия на окружающую среду за счёт использования материалов, не требующих сложной сортировки и обработки.

Результаты исследования были опубликованы в журнале Advanced Functional Materials, что подчёркивает высокую научную и практическую значимость данной разработки для индустрии экологически чистых материалов.

«Это исследование представляет собой новый подход к разработке материалов с автономными функциональными возможностями, такими как обнаружение повреждений и самовосстановление, при этом преодолевая термические и механические ограничения перерабатываемых пластиков, полученных из мономеров с пентагональной структурой. Мы стремимся стать пионерами в сфере экологически чистых функциональных покрытий, которые требуют минимального обслуживания и не образуют отходов», – заявил доктор Тэ Ан Ким.


Новое на сайте

20065[b]СПКЯ стало СПМЯ: почему переименование болезни, затрагивающей миллионы женщин, заняло... 20064[b]Почему великая пирамида Гизы пережила все землетрясения за 4500 лет[/b] 20063[b]Генетика Homo erectus: что зубная эмаль рассказала о наших предках[/b] 20062[b]Кости в бухте эребус: что кости моряков Франклина рассказывают спустя полтора века[/b] 20061[b]Крупнейший плавучий ветрогенератор в мире: Китай испытывает установку у берегов... 20060[b]Карие глаза младенца стали индиго после лечения от COVID-19[/b] 20058[b]Почему серебряная чаша с Афиной пролежала в немецком лесу две тысячи лет?[/b] 20057[b]Дыра в атмосфере солнца: вспышка достигла пика и может зажечь полярное сияние[/b] 20056[b]Динго возрастом 950 лет: кто и зачем кормил могилу животного сотни лет?[/b] 20055[b]Томоэ гозэн: женщина-самурай, которая существовала на самом деле[/b] 20054[b]Что видели астронавты «Аполлона-12» над лунным горизонтом?[/b] 20053[b]Восковой блокнот на латыни и шёлковая туалетная бумага: кто посещал средневековый... 20052[b]Хантавирус на борту: 41 человек под наблюдением после рейса MV Hondius[/b] 20051[b]Зелёные камни в пещере Пиренеев: четыре тысячи лет медной металлургии[/b]
Ссылка