Японські вчені з компанії RIKEN розробили новаторський тип пластику, що поєднує практичну міцність зі здатністю швидко розкладатися в морському середовищі.
Проблема традиційних пластиків
Звичайні пластмаси мають міцні ковалентні зв’язки між молекулами. Ці зв’язки забезпечують чудову міцність матеріалів. Однак та сама властивість перетворюється на серйозну екологічну проблему після використання.
Одноразова пластикова чашка може не розкладатися на звалищі десятиліттями. При розкладанні пластик утворює мікрочастинки, які проникають у всі куточки природи. Мікропластик знаходять навіть у людському організмі, де він завдає шкоди здоров’ю.
Дослідники прагнули вирішити цю дилему. Вони шукали матеріал, який би поєднав практичність із екологічністю.
Інноваційне рішення від RIKEN
Новий тип пластику створено з супрамолекулярних полімерів. Ці сполуки мають оборотні зв’язки, що нагадують принцип липких нотаток. Зв’язки можна формувати та руйнувати за потреби.
Японські науковці провели серію експериментів з різними молекулами. Урешті вони обрали комбінацію гексаметафосфату натрію та мономерів на основі іонів гуанідинію. Перший компонент є поширеною харчовою добавкою. Другий використовується у добривах.
При змішуванні у воді ці сполуки утворюють в’язкий матеріал. Після висихання він перетворюється на пластик. Між молекулами формуються “сольові містки”, які надають матеріалу міцності й гнучкості.
Особливості та переваги нового матеріалу
Тести показали, що новий матеріал має властивості звичайного пластику. Він міцний, незаймистий, безбарвний і прозорий. Головна відмінність полягає в здатності до швидкого розкладання у солоній воді.
При зануренні в морську воду пластик повністю розчиняється приблизно за 8,5 годин. Електроліти в солоній воді розмикають сольові містки між молекулами. Як наслідок, матеріал розпадається.
Дослідники вирішили проблему передчасного руйнування. Нанесення гідрофобних покриттів запобігає контакту з вологою. Коли виріб потрібно утилізувати, достатньо подряпати поверхню. Солона вода проникне всередину, і матеріал розчиниться.
Екологічні перспективи
На відміну від біорозкладних пластиків, новий матеріал не залишає шкідливого мікропластику. Він розпадається на азот і фосфор. Ці елементи є важливими поживними речовинами для рослин і мікроорганізмів.
Команда RIKEN пропонує переробляти такий пластик на спеціалізованих заводах. Там можна вилучати цінні елементи для повторного використання. Проте навіть якщо частина матеріалу потрапить у океан, він принесе менше шкоди, ніж звичайний пластик.
Дослідження опубліковане в авторитетному науковому журналі Science. Результати відкривають новий напрямок у розробці екологічно безпечних матеріалів.