Екологичните пластмаси, направени от захари, могат да се похвалят с “безпрецедентни” свойства

Сподели

Търсенето на устойчиви алтернативи на обикновените пластмаси кара изследователите да проучват как техните градивни елементи могат да бъдат получени от места, различни от петрол, а за учените, които стоят зад обещаващо ново проучване, това ги е довело направо до сладките неща. Екипът е произвел нова форма на пластмаса с “безпрецедентни” механични свойства, които се поддържат по време на стандартните процеси на рециклиране, и успя да направи това, използвайки материали, получени от захар, като отправна точка.

Пробивът идва от учени от Университета в Бирмингам във Великобритания и Университета Дюк в САЩ, които в стремежа си към по-устойчиви пластмаси се обърнаха към захарните алкохоли. Тези органични съединения имат подобна химическа структура на захарите, от които са получени, което учените откриват, че могат да донесат някои уникални ползи за производството на пластмаса.

Двете въпросни съединения са изоидид и изоманид, и двете имат твърди пръстени от атоми, които учените са успели да използват като градивни елементи за ново семейство полимери. Полимерът на базата на изоидид се отличава с твърдост и ковкост като тази на типичните пластмаси и здравина, сравнима с висококачествените инженерни пластмаси.

Междувременно полимерът, направен от изоманид, имаше подобна здравина и издръжливост, но с висока степен на еластичност, която му позволи да възстанови формата си след деформация. Характеристиките и на двете се запазват след като са били подложени на общите методи за рециклиране на пулверизиране и термична обработка.

Диаграмата изобразява структурата и характеристиките на градивните блокове на базата на захар зад нов пробив в пластмасите

DOI: 10.1021/jacs.1c10278

Екипът използва компютърно моделиране, за да проучи как уникалното пространствено подреждане на атомите в съединенията им дава тези различни свойства, дисциплина, известна като стереохимия. Като следваща стъпка учените създадоха пластмаси, използвайки и двата градивни блока, което им позволи да настроят механичните свойства и степента на разграждане, независимо един от друг. Това повдига перспективата за създаване на устойчиви пластмаси с желаните скорости на разграждане, без да се засяга механичните им характеристики.

„Нашите открития наистина показват как стереохимията може да се използва като централна тема за проектиране на устойчиви материали с това, което наистина са безпрецедентни механични свойства“, каза професорът от университета Дюк д-р Матю Бекер.

Екипът е подал заявление за патент за технологията и е на лов за индустриални партньори, които да помогнат за комерсиализацията й. Надеждата е, че пластмасите на основата на захар могат да предложат по-устойчив вариант не само по отношение на производството, но и по отношение на тяхното изхвърляне, като пластмасите на петролна основа понякога отнемат векове, за да се разградят.

„Това проучване наистина показва какво е възможно с устойчивите пластмаси“, казва професор Андрю Доув. „Въпреки че трябва да свършим повече работа, за да намалим разходите и да проучим потенциалното въздействие на тези материали върху околната среда, в дългосрочен план е възможно тези видове материали да заменят пластмасите от нефтохимически източници, които не се разграждат лесно в околната среда.

Изследването е публикувано в Вестник на Американското химическо дружество.

Източник: University of Birmingham via Phys.org

.

Публикациите се превеждат автоматично с google translate


Сподели