CS: Уменьшена зависимость между прочностью и возможностью переработки полимеров

Исследователи из Университета Осаки создали новые полимеры, которые легко перерабатываются в чистые полимеры с помощью катализатора. Это показывает, что пластмассы могут быть прочными и пригодными для переработки.

Пластмассы широко используются в современной жизни. Без них медицина, технологии и пищевая промышленность были бы совсем другими.

Однако прочность пластмасс приводит к загрязнению окружающей среды, а также затрудняет переработку. Чтобы решить эту проблему, нужно облегчить переработку пластмасс.

Учёные из Университета Осаки нашли способ создания прочных полимеров — основного компонента пластмасс, — которые легко разложить на составные части и переработать в новые материалы.

Пластмассы состоят из полимеров — длинных цепочек, которые в свою очередь состоят из повторяющихся элементов — мономеров.

При физической переработке полимеры используют повторно без изменения структуры. Переработанный пластик обычно хуже исходного.

Химическая переработка — это новый метод, при котором полимерные цепочки расщепляются на мономерные звенья, а затем соединяются снова. В результате переработанный пластик становится как новый. Но полимеры для химической переработки обычно слабые, потому что в них легко разорвать связи между звеньями.

Исследователи создали метод получения прочных полимеров, которые можно химически перерабатывать без потери термо- и химической стойкости. Это открытие может значительно расширить область применения таких полимеров.

Сатоси Огава, ведущий автор исследования, рассказал, что нужно было создать прочные связи между мономерами в сложных условиях, но легко разрушаемые для переработки. Учёные удивились, обнаружив, что никто раньше не пробовал использовать направляющую группу, которая разрывает прочные связи только в присутствии металлического катализатора.

Направляющая группа работает как замок, который открывается только при наличии ключа. Полимеры выдерживали высокие температуры и агрессивные химические вещества, а при переработке никелевый катализатор действовал как ключ, размыкая связи и высвобождая мономеры. Затем из мономеров можно было снова собрать исходный полимер.

Мамору Тобису, старший автор работы, говорит, что это большой прорыв — создать полимер, который можно легко расщепить и переработать в исходный материал за несколько действий.

Из нового полимера можно делать материалы, которые можно перерабатывать много раз без потери качества. Это открытие может помочь сделать многие виды пластика химически перерабатываемыми и, возможно, решить проблему пластикового загрязнения.

Результаты опубликованы в издании Chemical Science.

Иллюстрация: нейросеть

07.10.2024