Учёные разрабатывают саморазрушающийся пластик

Исследователи Ратгерского университета создали материал, способный решить проблему глобального загрязнения пластиковыми отходами

Прочные химические связи делают пластики долговечными, но затрудняют их разложение. Исследование Юйвея Гу было сосредоточено на том, чтобы при необходимости позволять этим связям разрушаться без ухудшения свойств материала.

Это достижение не только делает пластики разлагаемыми, но и позволяет программировать процесс. Ключом к открытию стало то, как исследователи расположили компоненты химической структуры пластика, чтобы добиться идеальной позиции для начала разложения при его активации.

Процесс можно сравнить со складыванием листа бумаги, чтобы он легко рвался по сгибу. «Предварительно складывая» структуру, пластик может распадаться в тысячи раз быстрее, чем обычно. Несмотря на то, что пластик легче разрушается при активации, его базовый химический состав остается неизменным, поэтому материал сохраняет прочность до момента, когда пользователь захочет его разложить.

Юйвэй Гу, доцент кафедры химии и химической биологии Ратгерского университета:
Мы хотели решить одну из самых серьезных проблем современных пластиков. Нашей целью было найти новую химическую стратегию, которая позволила бы пластикам разлагаться естественным образом в обычных условиях без специальной обработки. Самое важное, что мы обнаружили — точное пространственное расположение соседних групп кардинально меняет скорость деградации полимера. Контролируя их ориентацию и позиционирование, мы можем сконструировать один и тот же пластик так, чтобы он разлагался за дни, месяцы или даже годы.

Возможность контролировать процесс саморазложения означает, что разные продукты могут иметь срок службы, соответствующий их назначению. Упаковка для еды навынос может иметь срок службы длиной в сутки, в то время как детали автомобиля должны служить годами. Команда учёных продемонстрировала, что разложение может быть встроенным или активироваться/деактивироваться с помощью ультрафиолетового света или ионов металлов, что добавляет еще один уровень контроля.

Предварительные лабораторные тесты показали, что жидкость, образующаяся при разложении таких полимеров, не токсична. Но Гу отметил, что необходимы дополнительные исследования, чтобы убедиться в этом.

Rutgers.edu.