Новий супрамолекулярний пластик, який може миттєво самовідновлюватися, легше розкладатися та повторно використовуватися
2022-09-05
Дослідницька група під керівництвом Лі Цзяньвея, старшого наукового співробітника науково-дослідної лабораторії медицини у Фінляндії, дослідила новий матеріал під назвою супрамолекулярний пластик, який замінить традиційні полімерні пластики екологічно чистим матеріалом, який сприяє сталому розвитку. Супрамолекулярні пластики, виготовлені дослідниками за допомогою методу поділу рідини на рідину, мають механічні властивості, подібні до традиційних полімерів, але нові пластики легше розкласти та повторно використовувати.
Пластик є одним з найважливіших матеріалів сучасності. Після століття розвитку вона була інтегрована в усі аспекти людського життя. Проте традиційні полімерні пластики мають низьку здатність до деградації та регенерації в природі, що стало однією з найбільших загроз для виживання людини. Ця ситуація викликана сильною силою, властивою ковалентному зв’язку, що з’єднує мономери з утворенням полімеру.
Щоб вирішити цю проблему, вчені пропонують виготовляти полімери, з’єднані нековалентними зв’язками, які менш потужні, ніж ковалентні. На жаль, слабких взаємодій часто недостатньо для утримання молекул у матеріалах з макроскопічними розмірами, що перешкоджає практичному застосуванню нековалентних матеріалів.
Дослідницька група Лі Цзяньвея з Університету Турку у Фінляндії виявила, що фізична концепція, яка називається розділення фаз рідина-рідина (LLP), може ізолювати та концентрувати розчинені речовини, посилювати силу зв’язку між молекулами та сприяти утворенню макроматеріалів. Механічні властивості отриманих матеріалів можна порівняти з властивостями звичайних полімерів.
Крім того, як тільки матеріал зламано, фрагменти можуть миттєво возз’єднатися і зажити самостійно. Крім того, при інкапсуляції насиченої кількості води матеріал є адгезивом. Наприклад, з'єднаний зразок зі сталі може витримувати вагу 16 кг більше одного місяця.
Нарешті, матеріал піддається розкладанню та переробці завдяки динамічній та оборотній природі нековалентних взаємодій.
«Порівняно з традиційними пластиками, наші нові супрамолекулярні пластики є більш розумними, оскільки вони не тільки зберігають міцні механічні властивості, але також зберігають динамічні та оборотні властивості, завдяки чому матеріали самовідновлюються та придатні для повторного використання», — пояснив д-р Юй Цзінцзін, докторант. .
«Невелика молекула, яка виробляє супрамолекулярний пластик, була раніше відсіяна зі складної хімічної системи. Вона утворює інтелектуальний гідрогелевий матеріал із катіонами металевого магнію. Цього разу ми дуже раді використати LLP, щоб навчити новим навичкам цієї старої молекули», сказав доктор Лі Цзяньвей, головний науковий співробітник лабораторії.
«Нові дані показують, що LLPs можуть бути важливим процесом у формуванні клітинних компартментів. Тепер ми розвинули це явище, натхненне біологією та фізикою, щоб відповідати великим викликам, з якими стикається наше середовище. Я вважаю, що більш цікаві матеріальні процеси LLPs будуть буде досліджено найближчим часом", - продовжив Лі.
We use cookies to offer you a better browsing experience, analyze site traffic and personalize content. By using this site, you agree to our use of cookies.
Privacy Policy
