Ssylka

Революция в мире пластика: новый биоразлагаемый термореактивный полимер

Современный мир сталкивается с острой проблемой утилизации отходов, особенно это касается пластика. Термореактивные полимеры, составляющие 15-20% от всего производимого пластика, занимают особое место в этом вопросе. Их исключительная прочность, обусловленная «сшитой» полимерной структурой, делает их незаменимыми в производстве автомобильных шин, протезов тазобедренных суставов и даже шаров для боулинга. Однако эта же прочность делает их практически невозможными для вторичной переработки, что приводит к их накоплению на свалках или сжиганию, нанося непоправимый вред окружающей среде. В настоящее время перерабатывается ноль процентов мировых термореактивных материалов.
Революция в мире пластика: новый биоразлагаемый термореактивный полимер
Изображение носит иллюстративный характер

Команда исследователей во главе с профессором химии и химической биологии Бреттом Форсом и аспирантом-химиком Рейганом Дрейлингом из Колледжа искусств и наук, представила прорывное решение этой проблемы. Они разработали новый термореактивный полимер на основе дигидрофурана (DHF), мономера, полученного из биологического сырья. Этот материал не только обладает свойствами, сопоставимыми с традиционными термореактивными пластиками, но и может быть химически переработан и биологически разложен.

Ключом к инновации является двухэтапный процесс полимеризации DHF. На первом этапе кольца DHF раскрываются, образуя гибкие полимерные цепи. Полученный материал мягкий и может быть переработан путем нагревания или разложен с помощью кислоты. На втором этапе остаточные мономеры DHF образуют сшивки с первым полимером, формируя прочный и жесткий материал. Этот сшитый полимер также поддается переработке при нагревании и разлагается в окружающей среде.

Уникальность этого процесса заключается в использовании так называемой «ортогональной полимеризации», когда два различных типа полимеризации проводятся последовательно на одном и том же мономере. Контроль свойств материала достигается за счет регулирования времени, использования катализатора и интенсивности света. Чем больше света, тем больше сшивок и, соответственно, тем более твердым становится материал.

Разработанный материал на основе DHF обладает свойствами, сравнимыми с традиционными термореактивными полимерами, такими как полиуретан высокой плотности, применяемый в электронике, упаковке и обуви, и этилен-пропиленовый каучук, используемый в садовых шлангах и автомобильных уплотнителях. Это открывает широкие перспективы для его применения в различных отраслях промышленности.

Новый термореактивный пластик на основе дигидрофурана (DHF) воплощает в себе концепцию «циклической экономики», поскольку он может быть переработан обратно в свой мономер и повторно использован. Кроме того, его способность к биоразложению снижает его воздействие на окружающую среду.

Исследование, результаты которого были опубликованы в журнале Nature под названием "Degradable Thermosets via Orthogonal Polymerizations of a Single Monomer", открывает новую страницу в развитии полимерной химии. Оно демонстрирует возможность создания устойчивых материалов, сочетающих в себе прочность и перерабатываемость, что является важным шагом в решении глобальных экологических проблем.

Будущие исследования будут направлены на расширение областей применения этого материала, включая использование в 3D-печати и модификацию его свойств путем добавления дополнительных мономеров. Это позволит расширить спектр его применения и сделать его еще более универсальным.

Использование биоразлагаемых полимеров на основе DHF – это переход от производства вечных материалов к производству материалов, которые могут разлагаться в окружающей среде. Это важный шаг на пути к более устойчивой и экологически ответственной экономике.


Новое на сайте

9596Легендарный актер Джон литгоу может стать новым дамблдором 9595От луперкалий до валентинок: история превращения языческого обряда в праздник любви 9594Возвращение культурного наследия: музеи северной Ирландии передают Гавайям священные... 9593Анадырь: истинный восточный форпост России 9592Как одиночный нейтрино с рекордной энергией может изменить астрофизику? 9591Растительный "пластырь" из бактериальной целлюлозы совершает прорыв в... 9590Почему солнечный максимум 2025 года может изменить нашу жизнь? 9589Как наука объясняет особую привлекательность некоторых людей для мух? 9588Цифровая безопасность: как защитить камеры своих устройств от взлома 9587Космический рекордсмен: обнаружен нейтрино с беспрецедентной энергией 9586Как 16-летний вундеркинд из Лондона покоряет Кремниевую долину 9585История праздника любви: от древнеримского мученика до глобального феномена 9584Искусственный интеллект против ножевой преступности в Лондоне 9583Как генетически модифицированные организмы помогут очистить планету от ртути? 9582Как культура парковки передним ходом влияет на безопасность дорожного движения?