Японские исследователи из Центра исследований новых материалов RIKEN разработали инновационный пластик, который не только поддается вторичной переработке, но и полностью растворяется в морской воде, не образуя микропластика или других вредных остатков.
Об этом сообщает ProIT
Особенности нового пластика и принципы его разложения
Уникальность этого материала заключается в его прочности и гибкости, а также способности бесследно растворяться под воздействием соленой воды. Для изготовления пластика использовались ионные мономеры, а его структура поддерживается за счет солевых мостиков — это электростатические связи, которые удерживают материал вместе. После контакта с соленой водой эти связи разрушаются, и пластик распадается на безопасные компоненты, которые не наносят вреда окружающей среде.
«Мы создали новое семейство пластиков, прочных, стабильных, пригодных для вторичной переработки, которые могут выполнять множество функций и, что важно, не образуют микропластика. Дети не могут выбирать планету, на которой они будут жить. Наш долг как ученых — обеспечить им наилучшие возможные условия», — подчеркнул химик из RIKEN Такудзо Аида.
Ученые впервые описали изготовление такого пластика из супрамолекулярных сборок, которые формируются благодаря обратимым межмолекулярным взаимодействиям. Ранее считалось, что такие связи делают пластики хрупкими, однако разработка японской команды доказала обратное: новый материал оказался удивительно прочным и стабильным.
Экологическая безопасность и потенциальные сферы применения
Пластик, получивший название алкил SP2, способен выдерживать температуры свыше 120 °C, а из него можно изготавливать как твердые оболочки, так и гибкие пленки. Главным преимуществом является полное отсутствие микропластика после разложения: в морской воде материал растворяется за 2–3 часа, а в почве с высоким содержанием соли кусок размером 5 см разлагается примерно за 200 часов. После разложения его компоненты, в том числе ионы гуанидиния и гексаметафосфата натрия, усваиваются почвенными микроорганизмами и превращаются в питательные вещества.
По прогнозам ООН, к 2040 году объемы пластикового загрязнения планеты могут вырасти втрое, а ежегодные выбросы пластика в океан достигнут 23–37 миллионов тонн. При этом лишь около 9% пластиковых отходов сегодня поддаются эффективной переработке. Обычные пластики либо практически не разлагаются, либо разлагаются с образованием микрочастиц, которые попадают в живые организмы.
Японские ученые отмечают, что решающим шагом в создании нового материала стало удаление избыточной соли, что позволило стабилизировать солевые мостики и получить прочную и гибкую пленку. Повторное увеличение содержания соли разрушает эту структуру, инициируя разложение. Растворение пластика не сопровождается выделением углекислого газа, он нетоксичен и не горюч. Более 90% компонентов можно восстановить для повторного использования, что повышает его ценность для циркулярной экономики.
В первую очередь новый пластик планируют использовать для изготовления пищевой упаковки. Исследователи также работают над разработкой покрытий для увеличения срока службы материала, а также изучают возможности его использования в технологиях 3D-печати, для производства гибкой упаковки и в медицине.
Результаты исследования опубликованы в журнале Science.