Новий пластик повністю розчиняється у морській воді — без мікрочастинок

Японські науковці з Центру досліджень нових матеріалів (RIKEN) створили новий тип пластику, придатного до вторинної переробки, а також здатного розчинятись у морській воді, не залишаючи по собі геть нічого. 

Створений японськими дослідниками пластик дійсно міцний та гнучкий, однак безслідно розчиняється у солоній воді. Він був виготовлений із використанням іонних мономерів. Його міцність забезпечують сольові містки — електростатичні зв’язки, що утримують матеріал разом. Вони руйнуються під впливом солоної води, розкладаючи пластик на компоненти, що не містять шкоди. 

Команда японських науковців під керівництвом Такудзо Аїди вперше описала процес створення пластику із супрамолекулярних збірок. Ці матеріали створюються за допомогою невеликих оборотних взаємодій. 

Пластик, що отримав назву алкіл SP₂ , має високу міцність, формується за температури понад 120 С° і може бути перетворений на що завгодно, від жорстких оболонок до м’яких плівок. При цьому, на відміну від більшості пластиків, що біорозкладаються, цей матеріал не залишає по собі частинок мікропластику. Він здатен повністю розчинитись у морській воді протягом 2-3 годин.

Цей пластик, хоч і довше, також здатен розкладатись і у грунті, в якому присутня сіль. Зокрема, шматочку розміром у 5 см необхідно близько 200 годин, щоб повністю розкластись у грунті. Після розкладання компоненти, включаючи іони гуанідинію та гексаметафосфат натрію, можуть бути перетравлені природними ґрунтовими бактеріями на поживні речовини. 

За оцінками ООН, до 2040 року глобальне забруднення планети пластиком може збільшитись втричі, щорічно збільшуючи викиди пластикових відходів в океан в обсягах від 23 до 37 млн метричних тонн. Наразі успішна переробка охоплює не більше 9% від усіх пластикових відходів.

Звичайні пластики або майже не розкладаються, або розкладаючись, утворюють частинки міропластику, що потрапляють до організму тварин і людей. На початку японські дослідники намагались вирішити проблему із крихкістю пластику. Їм вдалось значно просунутись, коли розробники зрозуміли, що видалення надлишкової солі стабілізує сольові містки, створюючи міцну та гнучку плівку. Пізніше повторне збільшення вмісту солі руйнує цю систему і змушує пластик розкладатись.

Цей пластик не виділяє вуглекислий газ при розкладанні, нетоксичний і не займається. Після розчинення більше 90% його компонентів можуть бути відновлені та використані повторно, що робить його потенційно придатним для вторинної переробки та циклічного використання.

Дослідники очікують, що впершу чергу створений ними пластик знайде застосування у якості матеріалу для упаковки харчових продуктів. Наразі науковці зосереджені на пошуку оптимальних варіантів покриття для подовження терміну служби пластику і можливості його використання у технологіях 3D-друку, для більш гнучких упаковок, а також у медицині.

Результати дослідження опубліковані у журналі Science

Джерело: ZMEScience