Nový supramolekulární plast, který se dokáže samy zahojit během okamžiku a snáze se rozkládá a znovu používá
2022-09-05
Výzkumná skupina vedená Li Jianwei, vedoucím výzkumným pracovníkem výzkumné laboratoře medicity ve Finsku, prozkoumala nový materiál nazvaný supramolekulární plast, který nahradí tradiční polymerní plasty materiálem šetrným k životnímu prostředí, který podporuje udržitelný rozvoj. Supramolekulární plasty vyrobené výzkumníky pomocí metody separace fází kapalina-kapalina mají podobné mechanické vlastnosti jako tradiční polymery, ale nové plasty se snadněji rozkládají a znovu používají.
Plast je jedním z nejdůležitějších materiálů moderní doby. Po století vývoje byla integrována do všech aspektů lidského života. Tradiční polymerní plasty však mají v přírodě špatnou schopnost degradace a regenerace, což se stalo jednou z největších hrozeb pro lidské přežití. Tato situace je způsobena silnou silou vlastní kovalentní vazbě spojující monomery za vzniku polymeru.
Aby se vyrovnali s touto výzvou, vědci navrhují vyrábět polymery spojené nekovalentními vazbami, které jsou méně silné než kovalentní vazby. Bohužel slabé interakce často nestačí k udržení molekul v materiálech s makroskopickými rozměry, což brání praktickému použití nekovalentních materiálů.
Výzkumná skupina Li Jianwei na univerzitě v Turku ve Finsku zjistila, že fyzikální koncept zvaný separace kapaliny a kapaliny (LLP) může izolovat a koncentrovat rozpuštěné látky, zvýšit vazebnou sílu mezi molekulami a podporovat tvorbu makro materiálů. Mechanické vlastnosti získaných materiálů jsou srovnatelné s vlastnostmi běžných polymerů.
Navíc, jakmile je materiál rozbit, fragmenty se mohou okamžitě znovu spojit a samy se uzdravit. Navíc při zapouzdření nasyceného množství vody je materiál lepidlo. Například společný vzorek vyrobený z oceli vydrží váhu 16 kg po dobu delší než jeden měsíc.
Nakonec je materiál rozložitelný a vysoce recyklovatelný díky dynamické a reverzibilní povaze nekovalentních interakcí.
„Ve srovnání s tradičními plasty jsou naše nové supramolekulární plasty inteligentnější, protože si zachovávají nejen silné mechanické vlastnosti, ale také dynamické a reverzibilní vlastnosti, díky čemuž se materiály samy léčí a jsou znovu použitelné,“ vysvětlil Dr. Yu Jingjing, postdoktorand. .
"Malá molekula, která produkuje supramolekulární plasty, byla dříve vyřazena ze složitého chemického systému. Tvoří inteligentní hydrogelový materiál s kovovými kationty hořčíku. Tentokrát jsme velmi rádi, že můžeme pomocí LLP naučit nové dovednosti této staré molekuly," řekl Dr. Li Jianwei, hlavní výzkumník laboratoře.
"Nové důkazy ukazují, že LLPs mohou být důležitým procesem při tvorbě buněčných kompartmentů. Nyní jsme tento fenomén inspirovaný biologií a fyzikou pokročili, abychom čelili velkým výzvám, kterým čelí naše životní prostředí. Věřím, že zajímavější materiálové LLP procesy budou prozkoumány v blízké budoucnosti,“ pokračoval Li.
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
