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

ASC Nano: Ученые придумали, как свернуть нанолист в рулончик
ASC Nano: Ученые придумали, как свернуть нанолист в рулончик

Исследователи из Токийского столичного ун...

Nano Letters: Вибрирующие нанопузырьки помогут усовершенствовать очистку воды
Nano Letters: Вибрирующие нанопузырьки помогут усовершенствовать очистку воды

Новое исследование физики вибрирующих нанопузы...

Nature Nanotechnology: Замена асбеста в строительстве оказалась не менее опасной
Nature Nanotechnology: Замена асбеста в строительстве оказалась не менее опасной

Патогенный потенциал вдыхания инертных волокни...

Nano Letters: Уязвимость ГЭБ у пациентов с Альцгеймером используют для лечения
Nano Letters: Уязвимость ГЭБ у пациентов с Альцгеймером используют для лечения

Нейродегенеративными заболеваниями, такими как...

Electrochemistry Communications: Из нанопагод ZnO разработан фотоэлектрод
Electrochemistry Communications: Из нанопагод ZnO разработан фотоэлектрод

Исследовательская группа, состоящая из со...

LS&A: Исследователи усилили передачу сигнала в перовскитовых нанолистах
LS&A: Исследователи усилили передачу сигнала в перовскитовых нанолистах

Перовскитовые материалы по-прежнему вызывают б...

Nature Communications: В модельном организме ученые нашли наноструктуры
Nature Communications: В модельном организме ученые нашли наноструктуры

У всех представителей животного царства есть ж...

PNAS: Ученые применили нанотехнологии для понимания поведения опухолей
PNAS: Ученые применили нанотехнологии для понимания поведения опухолей

Исследование, проведенное докторантом Пабло С....

Small: Форма пропеллера поможет обуздать движение наночастиц
Small: Форма пропеллера поможет обуздать движение наночастиц

Самодвижущиеся наночастицы потенциально могут ...

Science Advances: Нанопластики способствуют развитию болезни Паркинсона
Science Advances: Нанопластики способствуют развитию болезни Паркинсона

Нанопластики взаимодействуют с особым бел...

Nature Materials: Из наночастиц и ДНК ученые собрали квазикристалл
Nature Materials: Из наночастиц и ДНК ученые собрали квазикристалл

Наноинженеры создали квазикристалл &mdash...

Physical Review Fluids: Волновую механику применили в нанометровом масштабе
Physical Review Fluids: Волновую механику применили в нанометровом масштабе

Исследователи показали, что принципы рабо...

Исследователи создали нанопленку, укрощающую огонь
Исследователи создали нанопленку, укрощающую огонь

Высокотемпературное пламя используется для&nbs...

Ученые разработали нанотатуировки для наблюдения за клетками
Ученые разработали нанотатуировки для наблюдения за клетками

Инженеры разработали наноразмерные татуировки&...

Ученые обнаружили нанороботов в живой ткани
Ученые обнаружили нанороботов в живой ткани

Самое удивительное, что они там, каж...

Поиск на сайте

Знатоки клуба инноваций


ТОП - Новости мира, инновации

Исследователи изучают влияние сольватации и валентности ионов на металлополимеры
Исследователи изучают влияние сольватации и валентности ионов на металлополимеры
Инженеры воссоздали голопалубу Star Trek с помощью ChatGPT и видеоигр
Инженеры воссоздали голопалубу Star Trek с помощью ChatGPT и видеоигр
«Литнет» выяснил, что привлекает читателей в книгах о космосе
«Литнет» выяснил, что привлекает читателей в книгах о космосе
Инженеры создают более выгодную сеть для распределения солнечной энергии
Инженеры создают более выгодную сеть для распределения солнечной энергии
New England Journal of Medicine: Упреждающая ангиопластика не улучшает прогноз
New England Journal of Medicine: Упреждающая ангиопластика не улучшает прогноз
IC: Исследователи тестируют биологическую безвредность нейроморфной сети
IC: Исследователи тестируют биологическую безвредность нейроморфной сети
JSPR: Между кортизолом и социальной поддержкой в семейных парах нашли связь
JSPR: Между кортизолом и социальной поддержкой в семейных парах нашли связь
Molecular Psychiatry: Выяснилось, как изменение экспрессии генов вызывает аутизм
Molecular Psychiatry: Выяснилось, как изменение экспрессии генов вызывает аутизм
GBE: ДНК древних пингвинов Адели выявило повторы возрастом сотни миллионов лет
GBE: ДНК древних пингвинов Адели выявило повторы возрастом сотни миллионов лет
Шёнингенские копья доказали: 300 000 лет назад древесина была важнейшим сырьем
Шёнингенские копья доказали: 300 000 лет назад древесина была важнейшим сырьем
NatComm: Машинное обучение поможет создать вертикально-осевые ветряные турбины
NatComm: Машинное обучение поможет создать вертикально-осевые ветряные турбины
Acta Biomaterialia: Созданы трансплантаты, похожие на реальное человеческое ухо
Acta Biomaterialia: Созданы трансплантаты, похожие на реальное человеческое ухо
В двумерных сверхпроводниках открыта незаметная квантовая критическая точка
В двумерных сверхпроводниках открыта незаметная квантовая критическая точка
В MIT разрабатывают бытовых роботов, наделенных здравым смыслом
В MIT разрабатывают бытовых роботов, наделенных здравым смыслом
NREE: Виноградари всего мира бьют тревогу из-за изменения климата
NREE: Виноградари всего мира бьют тревогу из-за изменения климата

Новости компаний, релизы

НАИРИТ объявит итоги Всероссийского инновационного конкурса 21 февраля
НАИРИТ объявит итоги Всероссийского инновационного конкурса 21 февраля
«Инструменты инновационного развития»
«Инструменты инновационного развития»
3 причины перехода с печатной рекламы на цифровую
3 причины перехода с печатной рекламы на цифровую
Виды резервирования серверов для задач АСУ ТП
Виды резервирования серверов для задач АСУ ТП
Выбор клиники и лечащего врача с помощью специализированного сервиса
Выбор клиники и лечащего врача с помощью специализированного сервиса