Новый супрамолекулярный пластик, способный к мгновенному самовосстановлению, который легче разлагать и использовать повторно.
2022-09-05
Исследовательская группа под руководством Ли Цзяньвэя, старшего научного сотрудника лаборатории медицинских исследований в Финляндии, исследовала новый материал, называемый супрамолекулярным пластиком, который заменит традиционные полимерные пластики экологически чистым материалом, способствующим устойчивому развитию. Супрамолекулярные пластики, полученные исследователями с использованием метода разделения фаз жидкость-жидкость, имеют механические свойства, аналогичные традиционным полимерам, но новые пластики легче разлагать и использовать повторно.
Пластик – один из самых популярных материалов современности. После столетия развития он был интегрирован во все аспекты человеческой жизни. Однако традиционные полимерные пластики имеют плохую способность к разложению и регенерации в природе, что стало одной из самых больших угроз для выживания человечества. Эта ситуация вызвана сильной силой, присущей ковалентной связи, соединяющей мономеры с образованием полимера.
Чтобы решить эту проблему, ученые предлагают создавать полимеры, связанные нековалентными связями, которые менее прочны, чем ковалентные связи. К сожалению, слабых взаимодействий часто недостаточно для удержания молекул в материалах макроскопических размеров, что затрудняет практическое применение нековалентных материалов.
Исследовательская группа Ли Цзяньвэя из Университета Турку в Финляндии обнаружила, что физическая концепция, называемая разделением фаз жидкость-жидкость (LLP), может изолировать и концентрировать растворенные вещества, усиливать силу связи между молекулами и способствовать образованию макроматериалов. Механические свойства полученных материалов сравнимы со свойствами обычных полимеров.
Более того, как только материал сломан, фрагменты могут мгновенно воссоединиться и исцелить себя. Кроме того, при инкапсулировании насыщенного количества воды материал представляет собой клей. Например, образец соединения из стали выдерживает вес 16 кг более одного месяца.
Наконец, материал разлагается и легко перерабатывается из-за динамического и обратимого характера нековалентных взаимодействий.
«По сравнению с традиционными пластиками наши новые супрамолекулярные пластики более интеллектуальны, потому что они не только сохраняют сильные механические свойства, но также сохраняют динамические и обратимые свойства, что делает материалы самовосстанавливающимися и пригодными для повторного использования», — пояснил доктор Ю Цзинцзин, исследователь с докторской степенью. .
«Небольшая молекула, производящая супрамолекулярный пластик, ранее была выделена из сложной химической системы. Она образует интеллектуальный гидрогелевый материал с катионами металлического магния. На этот раз мы очень рады использовать LLP для обучения новым навыкам этой старой молекулы», сказал доктор Ли Цзяньвэй, главный научный сотрудник лаборатории.
«Появляющиеся данные показывают, что LLP могут быть важным процессом в формировании клеточных компартментов. Теперь мы развили это явление, вдохновленное биологией и физикой, для решения серьезных проблем, с которыми сталкивается наша среда. Я считаю, что более интересные материальные процессы LLP будут исследовать в ближайшем будущем», — продолжил Ли.
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
