Пластмассы необходимы для нашей повседневной жизни и полезны в таких областях, как медицина и технологии. Однако их прочность затрудняет их переработку, что создает серьезную проблему загрязнения. Новое исследование Университета Осаки обнаружило способ создания прочных пластиков, которые можно легко разбить и переработать в новые материалы, помогая решить эту проблему.
Полимеры являются основным компонентом пластмасс. Это длинные цепочки мономеров. Существующие методы переработки повторно используют полимеры, не разрушая их, а переработанный пластик обычно хуже оригинала.
Химическая переработка — это современный метод, который расщепляет пластик на его основные элементы или мономеры, а затем собирает их в новый пластик. Хотя этот метод обычно приводит к получению более хрупкого пластика, исследователи нашли способ создать прочные, химически перерабатываемые полимеры, сохраняющие свою термическую и химическую стойкость. Это нововведение может значительно расширить сферу применения этих типов перерабатываемого пластика.
Ведущий автор Сатоши Огава сказал: «Мы знали, что нам нужно сделать связи между мономерами очень прочными в суровых условиях, но легко разрушаемыми при определенных условиях переработки. Мы были удивлены тем, что никто не попытался включить управляющую группу, которая в присутствии металлического катализатора могла бы только разорвать прочные связи.
Рулевая группа действует как полимерный замок, открываясь только при наличии правильного «ключа». Эти полимеры могут выдерживать высокие температуры и агрессивные химические вещества, но когда приходит время их перерабатывать, никелевый катализатор действует как ключ, разблокируя связи и высвобождая мономеры. Это позволяет повторно собрать исходный полимер из этих мономеров.
Ведущий автор Мамору Тобису объяснил: «Это огромный шаг вперед в создании прочного полимера, который можно легко и точно разложить и переработать в первичный материал за несколько шагов. Эта революционная разработка может быть использована для создания высокоэффективных полимеров, которые можно перерабатывать бесконечно без потери качества.
Нет необходимости идти на компромисс между производительностью и пригодностью к вторичной переработке. Их конструкция может быть применена к различным полимерам, что делает многие пластмассы пригодными для химической переработки. Это достижение может значительно сократить загрязнение пластиком и приблизить нас к более чистой окружающей среде.
Ссылка на журнал:
- Сатоши Огава, Хироки Морита, Ю-И. Сюй, Хироши Уяма и Мамору Тобису. Контролируемая деградация химически стабильных поли(ариловых эфиров) посредством группового катализа†. Химическая наука. ДОИ: 10.1039/D4SC04147J
