Новый тип пластика разработали ученые из Американского инженерного колледжа FAMU-FSU. Более дешевый в производстве, он может быть легко переработан под новые нужды, и полностью разлагается за короткий срок, что благотворно скажется на окружающей среде. 

Современная жизнь опирается на пластик. Этот легкий, адаптируемый продукт является краеугольным камнем упаковки, медицинского оборудования, аэрокосмической, автомобильной промышленности и многого другого. Но пластиковые отходы остаются проблемой, поскольку они долго разлагаются на свалках и загрязняют океаны.

Исследователи инженерного колледжа FAMU-FSU создали потенциальную альтернативу традиционному пластику на основе нефти, который изготавливается из углекислого газа (CO 2) и лигнина, компонента древесины, который является дешевым побочным продуктом производства бумаги и биотоплива. Их исследование было опубликовано в журнале Advanced Functional Materials .

«В нашем исследовании вредный парниковый газ CO 2 превращается в полезное сырье для производства разлагаемых полимеров и пластмасс, — сказал Хойонг Чунг, доцент кафедры химической и биомедицинской инженерии в колледже. — Мы не только сокращаем выбросы CO2 , но и производим экологичный полимерный продукт, используя CO2» .

Это исследование является первым, которое продемонстрировало прямой синтез так называемого циклического карбонатного мономера — молекулы, состоящей из атомов углерода и кислорода , которые могут быть связаны с другими молекулами — состоящего из CO2 и лигнина.

Соединяя несколько мономеров вместе, ученые могут создавать синтетические полимеры, длинноцепочечные молекулы, которые можно использовать для самых разных применений.

Материал, разработанный Чунгом и его исследовательской группой, полностью разлагается в конце срока службы, не образуя при этом микропластика и токсичных веществ. Его можно синтезировать при более низких давлениях и температурах. А полимер можно перерабатывать, не теряя своих первоначальных свойств.

Используя деполимеризацию, исследователи могут превращать полимеры в чистые мономеры, которые являются строительными блоками полимеров. Это залог высокого качества перерабатываемого материала. Мономеры можно перерабатывать неограниченное количество раз и производить высококачественный полимер, не уступающий оригиналу, что является улучшением по сравнению с ранее разработанными и используемыми в настоящее время полимерными материалами, в которых многократное тепловое воздействие в результате плавления снижает качество и допускает ограниченную переработку.

«Мы можем легко разложить полимер путем деполимеризации, а продукт разложения может снова синтезировать тот же полимер, — сказал Чанг. — Это более экономически эффективно и предотвращает потерю первоначальных свойств полимеров при многократной переработке. Это считается прорывом в материаловедении, поскольку позволяет реализовать настоящую экономику замкнутого цикла».

Недавно разработанный материал может быть использован для изготовления недорогих пластиковых изделий с коротким сроком службы в таких секторах, как строительство, сельское хозяйство, упаковка, косметика, текстиль, подгузники и одноразовая кухонная утварь. В ходе дальнейшего развития Чанг ожидает его использования в узкоспециализированных полимерах для биомедицинских применений и хранения энергии.

Источник: Phys