Звичайний пластик може залишатися в довкіллі десятиліттями, а його повторна переробка часто потребує складних технологічних процесів. Проте науковці з Університету Суррея у Великій Британії продемонстрували експериментальний полімер, який поводиться зовсім інакше: при нагріванні він перетворюється на газоподібні молекули, а після охолодження знову утворює полімер. Дослідження опублікували в журналі Macromolecules.
Пластик перетворюється на газ уже приблизно при 90 градусах
Новий матеріал називається полі(1,2-дитіолан). За властивостями він має деяку схожість із поліетиленом: матеріал м’який, водовідштовхувальний і не розчиняється у воді.
Але приблизно при 90 °C відбувається найцікавіше. Полімер розпадається на свої будівельні блоки — мономери, які переходять у газоподібний стан. Для порівняння, інші хімічно перероблювані полімери нерідко потребують температур близько 150–200 °C для розкладання.
Після охолодження матеріал збирається сам
Незвичайність технології не тільки в тому, що пластик можна перетворити на пару.
Коли отримані молекули охолоджуються, вони здатні самостійно з’єднуватися та знову утворювати вихідний полімер із його водовідштовхувальними властивостями. В основі процесу лежить оборотна хімія зв’язків за участю сірки.
У перспективі це може дозволити використовувати один матеріал повторно, не проводячи щоразу складну багатоступеневу хімічну переробку.
Вчені показали ефект на звичайному папері
Щоб продемонструвати можливості полімеру, дослідники використали фільтрувальний папір.
Пара нового матеріалу осідала на його поверхні та формувала водонепроникне покриття. Коли покриття стало непотрібним, папір нагріли — полімер видалився, а папір знову почав поглинати воду.
Подібний принцип у майбутньому може бути цікавим для створення тимчасових захисних покриттів, які легко наносити, а потім видаляти.
Є ще одна цікава перевага
Переробці звичайного пластику часто заважають барвники та інші домішки. Їхнє видалення може потребувати додаткових технологічних етапів.
Дослідники навмисно додали до нового полімеру барвник Nile red. Під час нагрівання полімер вдалося відокремити від домішки в один етап, що демонструє потенційну можливість одночасно очищувати матеріал під час його відновлення.
Пластикові пляшки завтра з нього не робитимуть
Попри ефектні властивості, розробку поки не варто називати заміною звичайного пластику.
Автори наголошують, що це доказ працездатності концепції, а не готове рішення глобальної проблеми пластикових відходів. Потрібно з’ясувати, наскільки технологія буде довговічною, безпечною, економічно вигідною та придатною для масштабного виробництва.
Проте сама ідея змінює звичний підхід до переробки. Замість того щоб створювати надзвичайно міцний пластик, а потім шукати спосіб його знищити, можна від початку проєктувати матеріал так, щоб його було легко розібрати на молекули, очистити та зібрати знову.
Якщо такий принцип вдасться масштабувати, у майбутньому деякі пластикові вироби можуть отримати не одне життя, а цілий цикл повторних використань.
🌟 Читайте «Експерт» у своєму смартфоні — додайте нас в Google Discover