На молекулярном уровне пластик состоит из длинных цепей. В традиционных твердых пластмассах молекулярные цепи для прочности соединены так называемыми сшивками. Эти поперечные связи настолько прочны, что переработка становится практически невозможной. Поэтому ученые создали пластмассы без сшивок. Вместо них они использовали регулируемые физические силы.
Половина полимерных цепей, из которых состоит новый пластик, заряжена положительно, а другая — отрицательно. При правильном расположении они притягиваются друг к другу, как два магнита. Это удерживает цепи без необходимости использования химических сшивок. При нагревании притяжение между ними ослабевает, позволяя всему материалу изменить форму. Пластик можно использовать повторно или устранить в нем повреждения с помощью нагрева.
Чтобы получить пластик, ученые смешали два полимерных порошка с противоположно заряженными боковыми цепями. Этот раствор подвергся воздействию тепла и давления в горячем прессе. За две недели исследователи получили прямоугольный кусок пластика размером 2×0,5 см. Уже произведено примерно три грамма нового материала.
Ученым не сразу удалось получить желаемые свойства. Так как положительные и отрицательные частицы сильно притягивают друг друга, материал становится хрупким, и его практически невозможно деформировать при нагревании.
Чтобы ослабить этот эффект, ученые использовали своего рода «молекулярный зонтик», который частично экранирует положительные и отрицательные заряды пластика. Так они добились идеальной силы притяжения и, как следствие, легко деформируемого при нагревании пластика. Кроме того, эти «зонты» водоотталкивающие, поэтому пластик остается прочным при воздействии воды. Например, подошва обуви из нового пластика сохранит прочность, если ее хозяин наступит в лужу.
У нового материала есть минусы, например, он недостаточно гибок. Ученые надеются исправить это за счет уменьшения заряда, возможно, путем корректировки элементов цепей, из которых состоит пластик. Альтернативой может быть увеличение «молекулярных зонтиков» и изменение типа цепей. Эксперименты по улучшению характеристик нового материала будут продолжены.
