Uuden tyyppistä muovia voidaan käyttää toistuvasti
Viimeksi tarkistettu: 16.10.2021
Kaikki iLive-sisältö tarkistetaan lääketieteellisesti tai se tarkistetaan tosiasiallisen tarkkuuden varmistamiseksi.
Meillä on tiukat hankintaohjeet ja vain linkki hyvämaineisiin mediasivustoihin, akateemisiin tutkimuslaitoksiin ja mahdollisuuksien mukaan lääketieteellisesti vertaisarvioituihin tutkimuksiin. Huomaa, että suluissa ([1], [2] jne.) Olevat numerot ovat napsautettavia linkkejä näihin tutkimuksiin.
Jos sinusta tuntuu, että jokin sisältö on virheellinen, vanhentunut tai muuten kyseenalainen, valitse se ja paina Ctrl + Enter.
Yhdysvaltojen energiaministeriön omistama Lawrence Berkeleyn kansallinen laboratorio loi uudenlaisen polymeerimateriaalin. Tämä materiaali puretaan ja kootaan suunnittelijoiden mukaan, ottaen tarvittava muoto, tiheys ja värisävy laadusta kärsimättä. Tätä polymeeriä kutsuttiin polydiketoenamiiniksi, lyhennettynä PDK.
Maailmanlaajuisesti tuotettua muovia ei lähinnä käytetä uudelleen. Asiantuntijat ovat ottaneet tuotannossa käyttöön uuden menetelmän, jonka avulla voit ottaa huomioon tuotteen molekyyliprosessoinnin.
Tunnettu ja yleisin tällä hetkellä muovinen PET (polyeteenitereftalaatti) soveltuu prosessointiin vain 25%. Kaikki jäljellä oleva määrä on polttolaitoksissa, kaatopaikoilla tai laskeutuu maaperään ja vesistöihin.
Muovi koostuu yleensä pitkistä, hiilipohjaisista molekyylimolekyyleistä, jotka on kytketty toisiinsa muodostaen polymeerejä. Rakenteestaan johtuen niillä on kemiallinen stabiilisuus - toisin sanoen ne eivät ole alttiita korroosiolle. Materiaalin mukauttamiseksi tiettyyn käyttöön, siihen lisätään kasveissa muita kemiallisia komponentteja. Esimerkiksi lisäaineet ovat välttämättömiä muovin tekemiseksi pehmeämmäksi tai päinvastoin tiheämmäksi. Myöhemmin tällaisia lisäaineita ei enää voida poistaa koostumuksesta edes muovien erikoistuneella prosessoinnilla.
Materiaaleja, joilla on erilaisia kemiallisia komponentteja, sekoitetaan, yhdistetään ja sulatetaan prosessin aikana. Uudelleen saadun muovin ominaisuuksia on lähes mahdotonta ennustaa.
Muovin kierrätys on valtava ongelma ympäri maailmaa. Nyt ekosysteemien pilaantumista herätetään kaikkialla, ja todennäköisesti meidän on odotettava tilanteen pahenemista, koska käyttämättömän ja tuotetun muovin määrä kasvaa edelleen.
Osoittautuu, että PDK: n muodostavat monomeerit poistetaan helposti upottamalla materiaali voimakkaasti happamaan nesteeseen, jossa monomeerien ja lisäkomponenttien väliset sidokset hajoavat.
Tutkijat ovat havainneet tämän PDK-kyvyn levittäessään erilaisia happoja lasisäiliöihin, joita käytetään liima-aineiden seosten valmistukseen. Asiantuntijat huomasivat liiman muuttuvan. Tämä pakotti heidät analysoimaan muovia ydinmagneettisella resonanssilla ja spektroskopialla, minkä vuoksi monomeerien alkuperäisyys havaittiin.
Lisäkokeet osoittivat, että hapan ympäristö hajottaa PDK-polymeerit monomeereiksi, samalla kun ne erottaa ne lisämolekyyleistä. Tässä tapauksessa monomeerit voidaan muuttaa uudelleen polymeereiksi, jotka prosessoinnin jälkeen puhdistetaan täysin muista komponenteista. Asiantuntijat ehdottavat, että uudentyyppisestä muovista voi tulla lupaava analogia muille materiaaleille, joita ei voida kierrättää.
Asiantuntijat ovat jo suunnitelleet PDK-muovien kehittämisen, joilla on laaja lämpömekaanisten ominaisuuksien valikoima, myöhempää käyttöä varten tekstiili- ja 3D-painotuotteissa. Lisäksi suunnitellaan valmistavan uudentyyppisiä muoveja kasvi- ja ympäristöystävällisistä materiaaleista.
Yksityiskohdat työstä esitettiin Luontokemian sivuilla (www.nature.com/articles/s41557-019-0249-2).