Nový supramolekulárny plast, ktorý sa dokáže v okamihu samoliečiť a ľahšie sa rozloží a znovu použije
2022-09-05
Výskumná skupina vedená Li Jianweiom, vedúcim výskumníkom laboratória pre výskum medicity vo Fínsku, preskúmala nový materiál s názvom supramolekulárny plast, ktorý nahradí tradičné polymérne plasty materiálom šetrným k životnému prostrediu, ktorý podporuje trvalo udržateľný rozvoj. Supramolekulárne plasty vyrobené výskumníkmi pomocou metódy separácie fáz kvapalina-kvapalina majú podobné mechanické vlastnosti ako tradičné polyméry, ale nové plasty sa ľahšie rozkladajú a znovu používajú.
Plast je jedným z najdôležitejších materiálov modernej doby. Po storočí vývoja sa začlenil do všetkých aspektov ľudského života. Tradičné polymérne plasty však majú v prírode slabú degradačnú a regeneračnú schopnosť, čo sa stalo jednou z najväčších hrozieb pre ľudské prežitie. Táto situácia je spôsobená silnou silou, ktorá je vlastná kovalentnej väzbe spájajúcej monoméry za vzniku polyméru.
Na splnenie tejto výzvy vedci navrhujú vyrábať polyméry spojené nekovalentnými väzbami, ktoré sú menej silné ako kovalentné väzby. Bohužiaľ, slabé interakcie sú často nedostatočné na udržanie molekúl v materiáloch s makroskopickými rozmermi, čo bráni praktickej aplikácii nekovalentných materiálov.
Výskumná skupina Li Jianwei na univerzite v Turku vo Fínsku zistila, že fyzikálny koncept nazývaný separácia fáz kvapalina-kvapalina (LLP) môže izolovať a koncentrovať rozpustené látky, zvýšiť väzbovú silu medzi molekulami a podporiť tvorbu makro materiálov. Mechanické vlastnosti získaných materiálov sú porovnateľné s vlastnosťami bežných polymérov.
Navyše, akonáhle je materiál rozbitý, fragmenty sa môžu okamžite znovu spojiť a zahojiť sa. Navyše, pri zapuzdrení nasýteného množstva vody je materiál lepidlo. Napríklad vzorka spoja vyrobená z ocele vydrží hmotnosť 16 kg dlhšie ako jeden mesiac.
Nakoniec je materiál rozložiteľný a vysoko recyklovateľný vďaka dynamickej a reverzibilnej povahe nekovalentných interakcií.
"V porovnaní s tradičnými plastmi sú naše nové supramolekulárne plasty inteligentnejšie, pretože si zachovávajú nielen silné mechanické vlastnosti, ale zachovávajú si aj dynamické a reverzibilné vlastnosti, vďaka čomu sa materiály samoliečia a sú opätovne použiteľné," vysvetlil doktor Yu Jingjing, postdoktorandský výskumník. .
"Malá molekula, ktorá produkuje supramolekulárne plasty, bola predtým vylúčená z komplexného chemického systému. Vytvára inteligentný hydrogélový materiál s katiónmi kovov horčíka. Tentoraz sme veľmi radi, že používame LLP na výučbu nových zručností tejto starej molekuly," dodal. povedal Dr Li Jianwei, hlavný výskumník laboratória.
"Nové dôkazy ukazujú, že LLP môžu byť dôležitým procesom pri tvorbe bunkových kompartmentov. Teraz sme tento fenomén inšpirovaný biológiou a fyzikou posunuli dopredu, aby sme dokázali čeliť veľkým výzvam, ktorým čelí naše životné prostredie. Verím, že ešte zaujímavejšie materiály LLP procesov budú preskúmané v blízkej budúcnosti,“ 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
