Presiunea din picături nanometrice deschide noi căi pentru plasticile degradabile
Un grup de cercetare condus de Universitatea Metropolitană din Osaka (OMU) a reușit să extindă substanțial gama de materiale plastice care pot fi degradate natural, folosind o tehnică bazată pe presiune în interiorul unor picături de dimensiuni nanometrice. Rezultatele au fost publicate în revista Macromolecules.
Pentru a obține plastici degradabili, cercetătorii analizează de obicei blocuri de construcție de bază numite monomeri și modul în care legăturile chimice le unesc. În mediul natural, multe materiale plastice nu se degradează complet din cauza acestor legături, ceea ce duce la formarea de microplastice care persistă în mediu.
O abordare diferită: presiunea în locul designului molecular
În loc să apeleze la abordarea tipică de design molecular, echipa a modificat mediul fizic al reacțiilor chimice folosind presiunea, o tehnică rar utilizată. Pentru a maximiza presiunea, reacțiile au fost realizate în interiorul unor picături nanometrice, exploatând principiul cunoscut sub numele de presiune Laplace, potrivit căruia cu cât o picătură este mai mică, cu atât presiunea din interiorul ei este mai mare din cauza tensiunii superficiale.
Picăturile minuscule au generat o presiune atât de intensă încât au favorizat reacții chimice care în mod normal nu ar avea loc. Cercetătorii au reușit să deschidă părți ale structurii inelare a monomerului care sunt de obicei inaccesibile și să le folosească pentru a crea noi puncte de legătură. Controlul sporit asupra procesului a permis obținerea unor materiale plastice cu proprietăți de degradare mai bune.
Mai multe materiale, fabricație mai simplă
Ca urmare, materialele considerate anterior nepotrivite pentru polimerizare au putut fi polimerizate, extinzând gama de plastici care pot fi produși fără modificări structurale complexe.
„Descoperirile noastre extind considerabil gama de materiale disponibile pentru producția de plastici degradabili”, a declarat profesorul asociat Yukiya Kitayama de la Școala de Studii Inginerești.
„Metoda noastră ar putea fi folosită pentru a dezvolta materiale plastice prietenoase cu mediul, care pot fi degradate în mod fiabil după utilizare, și va ajuta la abordarea problemei tot mai mari a deșeurilor de plastic”, a adăugat el.
„Deoarece metoda nu necesită procese deosebit de complexe sau specializate, ea poate fi implementată cu ușurință în producția industrială”, a continuat Kitayama. „Conceptul de a folosi presiunea ca instrument pentru a stimula reacțiile chimice reprezintă o abordare nouă, care ar putea deschide posibilități noi într-o gamă largă de procese chimice.”
