Разработан инновационный способ получения устойчивых к растрескиванию латексных пленок

Синтетические полимерные материалы, такие как пластмассы и каучуки, стали повсеместно использоваться в нашей повседневной жизни.

Поэтому очень важно обеспечить их безопасность, долговечность и экологичность. Это особенно актуально для синтетических латексных пленок, которые широко используются в упаковке, биомедицине и электронике.

Но что же такое синтетические латексные пленки? Проще говоря, это разновидность пленок на основе наночастиц, которые получают путем высушивания смеси полимерных наночастиц и воды. По мере испарения растворителя наночастицы становятся все более плотными, пока, наконец, взаимодействие между полимерными цепочками на границах наночастиц не создает целостную пленку. К сожалению, полученные таким образом латексные пленки непрочны. В большинстве случаев для улучшения механических свойств конечного продукта в исходную смесь необходимо добавлять органические растворители и наполнители. Эти добавки не только дороги, но и вредны для окружающей среды.

К счастью, группа исследователей из Японии под руководством доцента Дайсуке Сузуки из университета Синсю недавно разработала инновационный способ получения прочных и устойчивых к растрескиванию эластичных латексных пленок на основе наночастиц без использования подобных добавок.

В работе, размещенной в Интернете 16 июня 2023 г. и опубликованной в журнале Langmuir 4 июля 2023 г., приняли участие Юма Сасаки из университета Синсю и профессор Тосикадзу Таката из университета Хиросимы.

Ключевым моментом в их работе стала новая молекулярная структура, известная как ротаксан, состоящая из двух основных компонентов — кольцеобразной молекулы и линейной молекулы-»оси». Кольцеобразная молекула продевается через осевую молекулу, которая впоследствии оказывается в механической ловушке благодаря форме окончаний оси.

Исследователи использовали этот механизм блокировки в ротаксане, заставив кольцеобразную молекулу химически связываться с одной полимерной цепью, а молекулу-ось — с другой. Далее с помощью стандартной ультразвуковой обработки и последующей полимеризации были приготовлены смеси воды и полимерных наночастиц, которые, в свою очередь, были использованы для получения латексных пленок. Эксперименты по растяжению этих пленок показали, что стратегия, основанная на использовании ротаксана, позволила получить ряд замечательных свойств.

В отличие от обычных эластичных полимеров на основе наночастиц, латексные пленки, состоящие из наночастиц, сшитых ротаксаном, демонстрировали необычное поведение при распространении трещин, — поясняет доктор Сузуки.

Направление распространения трещины изменилось с параллельного на перпендикулярное, что привело к увеличению сопротивления разрыву.

Новый подход к изготовлению латексных пленок имеет много преимуществ по сравнению с традиционными методами. Самое главное — для достижения приемлемой жесткости пленки не требуется никаких токсичных добавок. Кроме того, поскольку требуется лишь небольшое количество ротаксана, общая масса пленок может быть минимальной при сохранении гибкости. Предлагаемые латексные пленки также являются экологически чистыми.

Они разлагаются и могут быть легко разобраны на отдельные наночастицы простым замачиванием их в экологически чистом органическом растворителе, например, в водном растворе этанола, — подчеркивает доктор Судзуки.

При испарении раствора эти наночастицы могут вновь образовать пленку. Таким образом, результаты данного исследования могут помочь в создании высокопрочных и пригодных для вторичной переработки материалов.

В целом группа исследователей рассчитывает, что их работа расширит возможности для создания новых полимерных пленок без добавок. Такие материалы можно будет сделать биосовместимыми и использовать не только в упаковке, промышленных покрытиях и клеях, но и в биотехнологиях и медицине.

Мы надеемся, что будущее, наполненное такими экологически чистыми материалами, наступит уже в ближайшее время!

12.07.2023


Подписаться в Telegram



Нано

Science: Открыт новый метод выращивания полезных квантовых точек
Science: Открыт новый метод выращивания полезных квантовых точек

Квантовые точки, или полупроводниковые на...

Nature Nanotechnology: Идет создание упрощенной формы жизни
Nature Nanotechnology: Идет создание упрощенной формы жизни

Учёные много лет пытаются понять, как&nbs

LS&A: Разработан метод синтеза наночастиц высокоэнтропийных сплавов
LS&A: Разработан метод синтеза наночастиц высокоэнтропийных сплавов

Быстрое создание наночастиц высокоэнтропийных ...

Nano Letters: Тройные стыки — залог сохранения стабильности наноматериалов
Nano Letters: Тройные стыки — залог сохранения стабильности наноматериалов

Как создать материалы, которые будут прочнее и...

Nature Nanotechnology: Нанодиски для стимуляции мозга заменят инвазивные электроды
Nature Nanotechnology: Нанодиски для стимуляции мозга заменят инвазивные электроды

Новые магнитные нанодиски разработали учёные и...

LS&A: Разработан хиральный нанокомпозит для зондирования сероводорода
LS&A: Разработан хиральный нанокомпозит для зондирования сероводорода

С развитием нанотехнологий создано много искус...

ACS Nano: Открыты светопоглощающие свойства ахиральных материалов
ACS Nano: Открыты светопоглощающие свойства ахиральных материалов

Исследователи из Университета Оттавы сдел...

ACS Nano: Искусственный паучий шелк превратят в медицинские материалы
ACS Nano: Искусственный паучий шелк превратят в медицинские материалы

Скоро Хэллоуин, пора украшать дома страшными в...

AFM: Антибактериальные поверхности из графена уничтожат 99,9% патогенов
AFM: Антибактериальные поверхности из графена уничтожат 99,9% патогенов

Графен, обладающий сильными бактерицидными сво...

Physical Review Letters: Ученые подобрались ближе к искоренению наношума
Physical Review Letters: Ученые подобрались ближе к искоренению наношума

Благодаря наноразмерным устройствам исследоват...

ACS Nano: Новое открытие улучшит дизайн микроэлектронных устройств
ACS Nano: Новое открытие улучшит дизайн микроэлектронных устройств

Как работает электроника нового поколения и&nb...

В УГНТУ разработали установку по переработке печной сажи в графен
В УГНТУ разработали установку по переработке печной сажи в графен

Установку, которая перерабатывает печную сажу&...

Science: Стало возможным массовое производство металлических нанопроводов
Science: Стало возможным массовое производство металлических нанопроводов

Новый метод выращивания крошечных металлически...

Поиск на сайте

Знатоки клуба инноваций


ТОП - Новости мира, инновации

Российские ученые предложили использовать вирус растений для лечения саркомы
Российские ученые предложили использовать вирус растений для лечения саркомы
Menopause: Ученые заподозрили роль эстрогена в развитии астмы
Menopause: Ученые заподозрили роль эстрогена в развитии астмы
AEM: Гибридный полупроводник позволит лучше понять спинтронику
AEM: Гибридный полупроводник позволит лучше понять спинтронику
FCoSc: Гигантские крысы поборются с незаконной торговлей дикими животными
FCoSc: Гигантские крысы поборются с незаконной торговлей дикими животными
В России разработали искусственные кости и новые методы лечения позвоночника
В России разработали искусственные кости и новые методы лечения позвоночника
TE&E: Животные потребляют алкоголь чаще, чем мы думаем
TE&E: Животные потребляют алкоголь чаще, чем мы думаем
Волнообразные упражнения со штангой: польза или вред
Волнообразные упражнения со штангой: польза или вред
JA&FC: Сорго обогащает рацион питания биоактивными соединениями
JA&FC: Сорго обогащает рацион питания биоактивными соединениями
Nature Communications: Жизнь все-таки можно повернуть назад
Nature Communications: Жизнь все-таки можно повернуть назад
МАИ: Дроны-дефектоскописты уступают человеку в точности, зато берут скоростью
МАИ: Дроны-дефектоскописты уступают человеку в точности, зато берут скоростью
EBioMedicine: Создан инструмент для выявления сепсиса у новорожденных
EBioMedicine: Создан инструмент для выявления сепсиса у новорожденных
Численное моделирование повысит эффективность 3D-печати из стали 316LSi
Численное моделирование повысит эффективность 3D-печати из стали 316LSi
Создан особо пластичный алюминиевый сплав для высокотехнологичных отраслей
Создан особо пластичный алюминиевый сплав для высокотехнологичных отраслей
Влияние цвета в архитектуре на самоконтроль человека: мнение эксперта МХПИ
Влияние цвета в архитектуре на самоконтроль человека: мнение эксперта МХПИ
Томские ученые представили цифровое решение для оптимизации НПЗ
Томские ученые представили цифровое решение для оптимизации НПЗ

Новости компаний, релизы

Международные эксперты оценили разработанную для нижегородского завода технологию
Регистрация сми на IV конгресс молодых ученых продлевается до 6 ноября
Фестиваль научных театров «Наука всем!» прошёл в Санкт-Петербурге
На старт! Внимание! MITEX!
Пироговская олимпиада для школьников по химии и биологии