Японські дослідники з Центру досліджень нових матеріалів RIKEN розробили інноваційний пластик, який не лише піддається вторинній переробці, а й повністю розчиняється у морській воді, не утворюючи мікропластику чи інших шкідливих залишків.
Про це розповідає ProIT
Особливості нового пластику та принципи його розкладання
Унікальність цього матеріалу полягає у його міцності та гнучкості, а також здатності безслідно розчинятися під впливом солоної води. Для виготовлення пластику застосовували іонні мономери, а його структура підтримується за рахунок сольових містків — це електростатичні зв’язки, що тримають матеріал разом. Після контакту з солоною водою ці зв’язки руйнуються, і пластик розпадається на безпечні компоненти, які не завдають шкоди довкіллю.
«Ми створили нове сімейство пластиків, міцних, стабільних, придатних для вторинної переробки, що можуть виконувати безліч функцій і, що важливо, не утворюють мікропластику. Діти не можуть обирати планету, на якій вони житимуть. Наш обов’язок як вчених — забезпечити їм найкраще можливе середовище», — наголосив хімік з RIKEN Такудзо Аїда.
Науковці вперше описали виготовлення такого пластику із супрамолекулярних збірок, які формуються завдяки оборотним міжмолекулярним взаємодіям. Раніше вважалося, що такі зв’язки роблять пластики крихкими, проте розробка японської команди довела протилежне: новий матеріал виявився напрочуд міцним і стабільним.
Екологічна безпека та потенційні сфери застосування
Пластик, що отримав назву алкіл SP2, здатен витримувати температури понад 120 °C, а з нього можна виготовляти як тверді оболонки, так і гнучкі плівки. Головна перевага — повна відсутність мікропластику після розкладання: у морській воді матеріал розчиняється за 2–3 години, а у ґрунті з високим вмістом солі шматок розміром 5 см розкладається приблизно за 200 годин. Після розкладання його складники, зокрема іони гуанідинію та гексаметафосфат натрію, перетравлюються ґрунтовими мікроорганізмами й перетворюються на поживні речовини.
За прогнозами ООН, до 2040 року обсяги пластикового забруднення планети можуть зрости втричі, а щорічні викиди пластику в океан досягнуть 23–37 млн тонн. При цьому лише близько 9% пластикових відходів сьогодні піддаються ефективній переробці. Звичайні пластики або практично не розкладаються, або розкладаються з утворенням мікрочастинок, що потрапляють у живі організми.
Японські вчені зазначають, що вирішальним кроком у створенні нового матеріалу стало видалення надлишкової солі, що дозволило стабілізувати сольові містки та отримати міцну й гнучку плівку. Повторне збільшення вмісту солі руйнує цю структуру, ініціюючи розкладання. Розчинення пластику не супроводжується виділенням вуглекислого газу, він не токсичний і не горючий. Більше 90% компонентів можна відновити для повторного використання, що підвищує його цінність для циркулярної економіки.
У першу чергу новий пластик планують застосовувати для виготовлення харчової упаковки. Дослідники також працюють над розробкою покриттів для збільшення терміну служби матеріалу, а також вивчають можливості його використання у технологіях 3D-друку, для виробництва гнучких упаковок і в медицині.
Результати дослідження опубліковані у журналі Science.
