Hitech logo

Кейсы

Новый вид пластика растворяется в океане за ночь

TODO:
Екатерина Шемякинская28 марта, 10:02

Исследователи из Института физико-химических исследований в Японии разработали новый пластик на основе супрамолекулярных полимеров. Он сохраняет прочность при использовании и быстро разлагается в соленой воде. В отличие от обычного пластика, который может разлагаться столетиями, новый материал растворяется всего за 8,5 часов и превращается в азот и фосфор — полезные для экосистемы вещества.

Самые интересные технологические и научные новости выходят в нашем телеграм-канале Хайтек+. Подпишитесь, чтобы быть в курсе.

Молекулы пластика связаны крепкими ковалентными связями, которые сложно разрушить. Поэтому пластиковые изделия такие надежные, долговечные и подходят для самых разных целей — от упаковки до игрушек. Но именно эти прочные связи становятся проблемой, когда пластик выбрасывают. Одноразовый стаканчик будет разлагаться на свалке десятилетиями, а то и столетиями. При этом он превратится в микропластик, который уже находят повсюду в природе и даже внутри наших тел.

Исследователи создали новый тип пластика, который сочетает в себе лучшие качества обычного пластика и способность быстро разлагаться на безопасные вещества. Этот материал состоит из супрамолекулярных полимеров, чьи связи обратимы и работают как клеевые стикеры: их можно прикреплять, удалять и снова прикреплять.

Чтобы найти подходящий материал, ученые изучили множество молекул. В итоге они остановились на комбинации, которая, как оказалось, обладает нужными свойствами: гексаметафосфат натрия (обычная пищевая добавка) и мономеры на основе ионов гуанидиния (используются в удобрениях). Смешав два вещества в воде, команда получила вязкую массу, из которой можно сделать пластик. Когда эти компоненты взаимодействуют, между молекулами образуются «солевые мостики», которые делают материал прочным и гибким. Но если поместить их в солёную воду, электролиты разрушат эти связи, и пластик растворится.

Испытания показали, что новый пластик такой же прочный, негорючий и прозрачный, как обычный. Но если его положить в соленую воду, он полностью растворяется примерно за 8,5 часов.

Конечно, у любого пластика, который может разлагаться, есть проблема: что, если он начнет разрушаться раньше времени? Ведь никому не нужен стаканчик, который растворяется от определенной жидкости. Чтобы этого избежать, ученые покрыли материал специальным водоотталкивающим слоем. Это защитило его от преждевременного разрушения. А когда пластик нужно было утилизировать, достаточно было слегка поцарапать поверхность. Тогда соленая вода проникала внутрь, и пластик растворялся так же быстро, как и без покрытия.

Хотя некоторые биоразлагаемые виды пластика все равно оставляют вредный микропластик, этот новый материал распадается на азот и фосфор — полезные вещества для растений и микробов. Но если их будет слишком много, это тоже может навредить природе. Поэтому ученые предлагают перерабатывать такой пластик на специальных заводах, где из него можно будет снова получить эти полезные вещества. Однако, если он случайно попадает в океан, то будет гораздо менее вредным, чем обычная пластмасса.