Інноваційний тип надмолекулярного пластику, який розчиняється в солоній воді, може стати революційним рішенням глобальної проблеми забруднення океанів мікропластиком.
Пластик став невід’ємною частиною повсякденного життя. Його зручність обернулася екологічною кризою планетарного масштабу. Традиційні пластмаси забруднюють водойми та екосистеми протягом століть. Мікропластик проникає в харчові ланцюги та загрожує здоров’ю морських мешканців.
Наукове дослідження новітніх матеріалів
Нещодавнє дослідження в журналі Science представляє революційний підхід до вирішення проблеми. Вчені розробили “надмолекулярні пластмаси” — матеріали з унікальними властивостями. Ці пластмаси міцні, універсальні та безпечно розчиняються в солоній воді.
“Завдяки цьому новому матеріалу ми створили нове сімейство пластиків, які є міцними, стабільними, придатними для вторинної переробки, можуть виконувати різні функції і, що важливо, не утворюють мікропластик”, — стверджує Такузо Аїда з Центру науки про емерджентні речовини RIKEN.
Основою для створення нового матеріалу стали два компоненти. Перший — гексаметафосфат натрію (“речовина, що використовується в харчових продуктах та миючих засобах”). Другий — сульфат гуанідинію (“сполука на основі солі”).
Змішування цих компонентів утворює щільну молекулярну мережу. Вона тримається завдяки “сольовим місткам” — особливим молекулярним силам. Висушену суміш можна формувати у різноманітні вироби.
Особливості розкладання та практичне застосування
Особливість матеріалу полягає в розчиненні у солоній воді. Молекулярні зв’язки руйнуються в морському середовищі. Тонкі плівки розчиняються за кілька годин, товстіші зразки — за декілька днів.
На відміну від біорозкладних пластиків, цей матеріал реагує на океанське середовище. За межами моря він також поступово розкладається на нешкідливі сполуки. Важливо, що новий пластик є нетоксичним та незаймистим.
Випробування підтвердили стійкість матеріалу до високих температур і тиску. Надмолекулярний пластик витримує нагрівання понад 120°C. “Хоча вважалося, що оборотна природа зв’язків у надмолекулярних пластмасах робить їх слабкими та нестабільними, наші нові матеріали є прямо протилежними”, — зазначає Аїда.
Матеріал придатний для повторного використання. Дослідники розробили процес розчинення та відновлення його компонентів. Це відкриває перспективи для циркулярної економіки з мінімальними відходами.
Перспективи впровадження
Потенційне застосування нового пластику є різноманітним. З нього можна виготовляти упаковку для харчових продуктів, одноразові контейнери, пакети. Матеріал підходить для 3D-друку складних об’єктів.
Впровадження надмолекулярних пластиків потребуватиме інвестицій. Виробничі системи мають адаптуватися до нових технологій. Необхідно провести додаткові тести на вартість і довговічність.
Це відкриття змінює концепцію пластмас у сучасному світі. Створення матеріалів із обмеженим терміном існування без шкідливих наслідків переосмислює природу відходів. Надмолекулярні пластики можуть стати основою для вирішення глобальної проблеми забруднення.