Ученые разработали новую технологию получения биоразлагаемых полимеров

Новые материалы сочетают в себе свойства, которые обычно трудно достичь одновременно: прочность, вязкость, гибкость и способность блокировать кислород

Исследователи Вирджинского технологического университета нашли новый способ создания более прочных и устойчивых пластиков, который заключается не в изменении химического состава, а в перестройке молекулярной архитектуры полимеров. Вместо традиционных линейных цепей ученые соединили их концы, сформировав кольцевые структуры, и проконтролировали последовательность мономеров внутри каждого кольца, создав так называемые «градиентные» полимеры.

Результаты этой работы, опубликованные в журнале Nature Communications, показали, что новые материалы сочетают в себе свойства, которые обычно трудно достичь одновременно: прочность, вязкость, гибкость и способность блокировать кислород. Это особенно важно для пищевой упаковки, которая должна защищать продукты от порчи, оставаясь при этом достаточно эластичной, чтобы выдерживать транспортировку и хранение.

В ходе испытаний циклические полимеры показали эффективность барьера для кислорода, сравнимую с полилактидом (PLA) — широко изученным биоразлагаемым пластиком. Однако в отличие от PLA, который известен своей хрупкостью, новые материалы продемонстрировали значительно большую вязкость и устойчивость к растяжению. По словам профессора Ронга Тонга, особенно удивительным стало то, что прочность и вязкость материала возросли одновременно, тогда как обычно улучшение одного из этих свойств требует ухудшения другого.

Хотя материалы пока не готовы к коммерческому использованию, исследователи планируют переработать их в пленки и другие формы для тестирования в реальных условиях хранения и транспортировки. Конечной целью является не только создание биоразлагаемой упаковки, но и разработка возможности рециклинга — возврата полимера в исходные строительные блоки для создания новых материалов

Phys.org.