Команда японских ученых разработала новый вид пластика. Он не только прочен и универсален, но и растворяется в морской воде. Рассказываем, как создавался этот материал
А в чем тренд?
В водоемы каждый год попадает не менее 12 млн т пластиковых отходов. Со временем пластик распадается на микро- и наночастицы. Согласно последним данным, сейчас на поверхности Мирового океана находится около 358 трлн пластиковых фрагментов. Их растущее количество вызывает беспокойство научного сообщества, поскольку они угрожают здоровью морской экосистемы.
Пластик используется для производства упаковки, электроники, он применяется в медицине и автомобильной промышленности. Материал стал неотъемлемой частью современного общества благодаря своей легкости, прочности и устойчивости к коррозии. Но широкое распространение изделий из пластика сопряжено с экологическими проблемами. Исследователи из японского центра RIKEN Center for Emergent Matter Science, возможно, нашли решение этой проблемы.
Ученые отмечают, что биоразлагаемые виды пластика уже существуют, но в морской среде они часто оказываются неэффективными. Например, полиактид (PLA) — полимер, получаемый из молочной кислоты, — не растворяется в морской воде. Это ограничение подтолкнуло ученых искать альтернативные материалы.
Команда химика Такузо Аида создала полимер, скрепленный солевыми мостиками. Эти структуры придают пластику прочность и гибкость, но у них есть и уязвимость — соленая вода. При воздействии электролитов, содержащихся в морской воде, солевые мостики дестабилизируются, позволяя пластику разложиться в течение нескольких часов. В почве они тоже расщепляются за десять дней и служат удобрением.
Для создания нового материала исследователи объединили два вещества:
В процессе производства ученые удалили побочный продукт от соединения этих ингредиентов — сульфат натрия. Этот этап позволяет сделать материал прочным и гибким. При правильной обработке пластик, получивший название SP2, обладает свойствами, сравнимыми с традиционными материалами.
Также оказалось возможным менять свойства пластика. К примеру, изменяя тип сульфата, исследователи создали варианты пластика с разным уровнем твердости, гибкости и прочности. Он нетоксичен, не горит и не выделяет углекислый газ при распаде. SP2 способен менять форму при температуре выше 120°C, как и другие термопласты. SP2 подойдет для 3D-печати, создания медицинских приборов и потребительских товаров. Кроме того, при растворении в соленой воде компоненты пластика можно извлечь и использовать повторно.
По словам экспертов японского центра RIKEN Center for Emergent Matter Science, пока рано говорить о масштабировании технологии. Чтобы конкурировать по цене с другими видами материалов, необходимо оптимизировать производственные процессы. Стоимость — главное препятствие на пути внедрения экологичных пластиковых альтернатив.
➤ Подписывайтесь на телеграм-канал «РБК Трендов» — будьте в курсе последних тенденций в науке, бизнесе, обществе и технологиях.