Пластики долгое время были основой современного производства, но их воздействие на окружающую среду увеличило спрос на экологически чистые альтернативы. Исследователи из Университета Уорика достигли значительного прогресса в поиске устойчивых альтернатив обычным пластикам.

В ответ на растущие экологические проблемы, переход к круговой экономике и изменение предпочтений потребителей исследовательская группа обнаружила, что некоторые смеси небольших органических молекул — материалов, созданных путем смешивания кристаллических компонентов — образуют интересные стекла и вязкие жидкости. Эти так называемые органические эвтектики являются многообещающими кандидатами на замену полимеров в различных продуктах.

Команда успешно разработала серию гидрофобных эвтектических молекулярных жидкостей и стекол, каждое из которых было тщательно создано путем объединения различных кристаллических компонентов. Используя передовые методы, такие как дифференциальная сканирующая калориметрия (ДСК) и УФ-видимая спектроскопия, эвтектические составы были точно определены. Анализ был уточнен с использованием обученной модели регрессии с использованием частичных наименьших квадратов, что обеспечило точность в определении оптимальных смесей материалов.

Одной из ключевых проблем в создании устойчивых пластиковых альтернатив является обеспечение долгосрочной стабильности. Команда Warwick решила эту проблему, протестировав аморфные материалы в течение длительного периода до 14 месяцев, используя порошковую рентгеновскую дифракцию (PXRD) для подтверждения их устойчивости к кристаллизации. Эта прочность имеет решающее значение для обеспечения того, чтобы продукты сохраняли свою целостность в течение всего срока годности.

Помимо стабильности, исследователи исследовали обрабатываемость этих материалов, изучая их реологические свойства. Они обнаружили, что все жидкости демонстрируют низкие индексы хрупкости, что делает их пригодными для различных производственных процессов, включая выдувку стекла, вытягивание волокон, формирование пленок и формование.

Важно отметить, что группа продемонстрировала, что свойства этих материалов можно адаптировать к конкретным сферам применения путем смешивания различных эвтектических систем или добавления пластификаторов.

Чтобы продемонстрировать практический потенциал этих материалов, исследователи провели исследование контролируемого высвобождения с использованием эвтектической системы, состоящей из 4-гидроксихалкона и бифоназола в качестве матрицы. Это исследование служит доказательством концепции, подчеркивая универсальность эвтектических материалов в таких приложениях, как доставка лекарств и не только.

Источник: Chemical Science