Будущее Kirill Kazakov
4 293

Зачем учёные создают саморазрушающийся пластик

Конспект статьи The New York Times об исследованиях в области полимеров.

В закладки
Полимер, созданный Адамом Файнбергом, разрушается под воздействием яркого света

Автор материала пишет, что каждый год в мире перерабатывают только 10% пластика. Поэтому загрязнение окружающей среды подтолкнуло учёных к созданию новых материалов с двумя взаимоисключающими свойствами: они должны быть прочными, но при этом разрушаться по команде.

И хотя саморазрушающийся пластик разом не решит проблему отходов, у такой технологии большой потенциал: можно будет создавать лекарства, растворяющиеся в определённой точке тела, или самовосстанавливающиеся материалы.

The New York Times

Отправной точкой в создании пластика нового образца служит выбор нестабильных полимеров, на которые в прошлом не обращали внимания из-за их хрупкости. Задача учёных — сформировать из полимерных молекул длинные цепочки, «захватив в ловушку» полученное состояние. Таким образом и получается пластик.

Разрыв связей между цепочками называется деполимеризацией, для её начала материалу необходим импульс, например яркий свет, который использует доктор Адам Файнберг из Иллинойского университета.

Полимеры доктора Файнберга имеют кольчатую структуру. Сама по себе она стабильна, поэтому, чтобы сделать уже саморазрушающийся пластик, учёный смешивает материал со светочувствительным жёлтым красителем. Яркий свет, заряжая молекулы красителя, выбивает электроны из полимера.

Кольца разрываются, обнажая концы молекулярных цепочек, и материал распадается. Некоторые исследователи связывают полимеры, как бы запечатывая концы длинных цепочек или соединяя их в сети.

Одной только реакцией мы сможем существенно изменить свойства полимера или вовсе от него избавиться. У мгновенного распада есть одно преимущество перед биоразложением — последний тянется очень долго.

Элизабет Гиллис
химик из Университета Западного Онтарио

В теории пластик следующего поколения сможет частично разрешить проблемы пластиковых отходов. Частицы, оставшиеся после деполимеризации, можно собрать, отправить на химическую переработку и получить новое сырьё. Сегодня пластик переплавляют и заново формуют.

Тем не менее учёным необходимо создать не просто саморазрушающийся материал — он к тому же должен быть дешёвым и качественным. Однако заменить собой полиэтилен, полипропилен и полиуретан новый полимер, вероятно, не сможет, считает доктор Гиллис, отмечая крайнюю дешевизну упаковочного пластика.

Вместо этого исследователи обращают внимание на более ценные материалы вроде пены из полиуретана, которой наполняют матрасы и автомобильные кресла.

В 2016 году доктор Марк Хиллмайер и его коллеги из Миннесотского университета создали химически перерабатываемый полиуретан: из звеньев макромолекул, полученных из сахара, они сшили полиуретановую сеть. Пена остаётся стабильной при комнатной температуре, а распадается при нагревании до +200°C.

Использование химически перерабатываемых материалов может стать реальным, особенно если производители начнут брать ответственность за свои продукты и после окончания их срока службы, отмечает Хиллмайер. Если бы автомобильным компаниям, приводит пример учёный, приходилось утилизировать машины, появился бы смысл в постройке внутренней системы химической переработки, позволившей бы создавать новое сырьё из старого.

Кроме того, деструкция полимеров может пригодиться и в производстве клейких веществ, разработка которых также ведётся. Исследователи из Национального университета Чоннам в Южной Корее, смешав особый полимер с обычным дешёвым, получили клей, действие которого можно отменить с помощью фторида.

Несмотря на создание саморазрушающегося пластика и полностью перерабатываемых продуктов, потребителям по-прежнему придётся правильно сортировать мусор.

«Загрязнение происходит из-за того, что с отходами обходятся неправильно», — считает Стив Александр, глава Объединения переработчиков пластика. По его мнению, на сегодня аккуратный сбор и сортировка отходов остаются самыми насущными проблемами.

Решить эти задачи, по мнению Рамани Нараян, химика из Мичиганского университета, возможно, создав определённые зоны для мусора.

В целом, продолжает Нараян, биоразлагаемый пластик также оснащён механизмом саморазрушения, который активируется в определённой среде с нужными микроорганизмами. Но репутация подобных материалов, предполагает учёный, серьёзно пострадала из-за лживой рекламы и замешательства потребителей.

Компания Нараяна Natur-Tec производит одноразовые столовые приборы и пищевую упаковку из биоразлагаемого пластика, пытаясь вернуть ему статус безвредного материала.

Используя слово «разлагаемый», вы намекаете: такой пластик можно положить в ведро с органическими отходами. А для потребителей, сомневающихся при сортировке, это критически важно.

Рамани Нараян

Исследователи вроде доктора Гиллис уже сегодня занимаются созданием «умных» оболочек для точной доставки лекарств в организм, например к раковым опухолям, или удобрений, которые активизируются в нужное время.

Для применения в таких областях материал должен быть безвреден. Возможный кандидат — глиоксилат, встречающийся в почвенных микроорганизмах. На его основе команде доктора Гиллис удалось создать несколько полимеров, деполимеризацией которых можно управлять с помощью веществ на концах полимерных цепочек — одним нужен яркий свет, другим — среда с низким содержанием кислорода.

Доктор Джеффри Мур, научный руководитель Адама Файнберга, занимается исследованиями самовосстанавливающихся материалов. Он задумал создать крошечные капсулы, наполненные восстанавливающим агентом, и поместить их, для примера, в покрытие задней панели телефона. Среагировав на свет, пластик, из которого будут сделаны капсулы, распадётся, и трещины на панели заполнятся.

А пока до 400 млн тонн пластика выбрасывается каждый год — пластика, который задумывался износостойким и крепким, заключает Дженнет Гарсия, исследователь полимеров в IBM. Создание полимерного материала будущего задача очень важная. Однако не менее важно похожим образом, подчёркивает Гарсия, избавиться от уже существующих пластиковых отходов, в идеале разложив его на частицы.

{ "author_name": "Kirill Kazakov", "author_type": "editor", "tags": [], "comments": 5, "likes": 25, "favorites": 15, "is_advertisement": false, "subsite_label": "future", "id": 45279, "is_wide": false, "is_ugc": false, "date": "Tue, 11 Sep 2018 12:16:57 +0300" }
{ "id": 45279, "author_id": 127882, "diff_limit": 1000, "urls": {"diff":"\/comments\/45279\/get","add":"\/comments\/45279\/add","edit":"\/comments\/edit","remove":"\/admin\/comments\/remove","pin":"\/admin\/comments\/pin","get4edit":"\/comments\/get4edit","complain":"\/comments\/complain","load_more":"\/comments\/loading\/45279"}, "attach_limit": 2, "max_comment_text_length": 5000, "subsite_id": 199118 }

5 комментариев 5 комм.

Популярные

По порядку

5

Зачем учёные создают саморазрушающийся пластик

Чтобы Apple мог продать очень много кабелей.

Ответить
2

Apple давно его изобрели в делают провода, как вы верно заметили)

Ответить
0

Какая-то поверхностная статья. Чем конкретно будет являться предмет разложения этого нано-пластика? Одно дело складировать на ТБО обычный пластик, а затем, когда нибудь его собрать, а другое дело, когда этот пластик распадается на мелкие частицы и оседает в почве.

Ответить
0

Кажется, пластик будет разлагаться на лоскуты. Но я тоже не очень уверен)

Еще я слышал о какой-то бактерии, которая сможет поедать пластик. Тоже не уверен, что источник авторитетный %)

Ответить
0

У меня сейчас потребность есть по вывозу мусора, слышал, что «СтройМусорСервис» по праву считается одним из первопроходцев в сфере услуг http://musor-mo.ru/ruza по вывозу мусора специальными съемными контейнерами-бункерами (так называемыми «лодочками») в Москве. За 10 лет они стали лидерами рынка вывоза и захоронения отходов в Москве и области. Не преувеличили ли они достоинства этой компании?

Ответить
0
{ "page_type": "article" }

Прямой эфир

[ { "id": 1, "label": "100%×150_Branding_desktop", "provider": "adfox", "adaptive": [ "desktop" ], "adfox_method": "createAdaptive", "auto_reload": true, "adfox": { "ownerId": 228129, "params": { "pp": "g", "ps": "bugf", "p2": "ezfl" } } }, { "id": 2, "label": "1200х400", "provider": "adfox", "adaptive": [ "phone" ], "auto_reload": true, "adfox": { "ownerId": 228129, "params": { "pp": "g", "ps": "bugf", "p2": "ezfn" } } }, { "id": 3, "label": "240х200 _ТГБ_desktop", "provider": "adfox", "adaptive": [ "desktop" ], "adfox": { "ownerId": 228129, "params": { "pp": "g", "ps": "bugf", "p2": "fizc" } } }, { "id": 4, "label": "240х200_mobile", "provider": "adfox", "adaptive": [ "phone" ], "adfox": { "ownerId": 228129, "params": { "pp": "g", "ps": "bugf", "p2": "flbq" } } }, { "id": 5, "label": "300x500_desktop", "provider": "adfox", "adaptive": [ "desktop" ], "adfox": { "ownerId": 228129, "params": { "pp": "g", "ps": "bugf", "p2": "ezfk" } } }, { "id": 6, "label": "1180х250_Interpool_баннер над комментариями_Desktop", "provider": "adfox", "adaptive": [ "desktop" ], "adfox": { "ownerId": 228129, "params": { "pp": "h", "ps": "bugf", "p2": "ffyh" } } }, { "id": 7, "label": "Article Footer 100%_desktop_mobile", "provider": "adfox", "adaptive": [ "desktop", "tablet", "phone" ], "adfox": { "ownerId": 228129, "params": { "pp": "g", "ps": "bugf", "p2": "fjxb" } } }, { "id": 8, "label": "Fullscreen Desktop", "provider": "adfox", "adaptive": [ "desktop", "tablet" ], "auto_reload": true, "adfox": { "ownerId": 228129, "params": { "pp": "g", "ps": "bugf", "p2": "fjoh" } } }, { "id": 9, "label": "Fullscreen Mobile", "provider": "adfox", "adaptive": [ "phone" ], "auto_reload": true, "adfox": { "ownerId": 228129, "params": { "pp": "g", "ps": "bugf", "p2": "fjog" } } }, { "id": 10, "disable": true, "label": "Native Partner Desktop", "provider": "adfox", "adaptive": [ "desktop", "tablet" ], "adfox": { "ownerId": 228129, "params": { "pp": "g", "ps": "clmf", "p2": "fmyb" } } }, { "id": 11, "disable": true, "label": "Native Partner Mobile", "provider": "adfox", "adaptive": [ "phone" ], "adfox": { "ownerId": 228129, "params": { "pp": "g", "ps": "clmf", "p2": "fmyc" } } }, { "id": 12, "label": "Кнопка в шапке", "provider": "adfox", "adaptive": [ "desktop" ], "adfox": { "ownerId": 228129, "params": { "p1": "bscsh", "p2": "fdhx" } } }, { "id": 13, "label": "DM InPage Video PartnerCode", "provider": "adfox", "adaptive": [ "desktop", "tablet", "phone" ], "adfox_method": "createAdaptive", "adfox": { "ownerId": 228129, "params": { "pp": "h", "ps": "bugf", "p2": "flvn" } } }, { "id": 14, "label": "Yandex context video banner", "provider": "yandex", "yandex": { "block_id": "VI-223676-0", "render_to": "inpage_VI-223676-0-1104503429", "adfox_url": "//ads.adfox.ru/228129/getCode?pp=h&ps=bugf&p2=fpjw&puid1=&puid2=&puid3=&puid4=&puid8=&puid9=&puid10=&puid21=&puid22=&puid31=&puid32=&puid33=&fmt=1&dl={REFERER}&pr=" } }, { "id": 15, "label": "Плашка на главной", "provider": "adfox", "adaptive": [ "desktop", "tablet", "phone" ], "adfox": { "ownerId": 228129, "params": { "p1": "byudx", "p2": "ftjf" } } }, { "id": 16, "label": "Кнопка в шапке мобайл", "provider": "adfox", "adaptive": [ "tablet", "phone" ], "adfox": { "ownerId": 228129, "params": { "p1": "byzqf", "p2": "ftwx" } } }, { "id": 17, "label": "Stratum Desktop", "provider": "adfox", "adaptive": [ "desktop" ], "auto_reload": true, "adfox": { "ownerId": 228129, "params": { "pp": "g", "ps": "bugf", "p2": "fzvb" } } }, { "id": 18, "label": "Stratum Mobile", "provider": "adfox", "adaptive": [ "tablet", "phone" ], "auto_reload": true, "adfox": { "ownerId": 228129, "params": { "pp": "g", "ps": "bugf", "p2": "fzvc" } } }, { "id": 19, "label": "Тизер на главной", "provider": "adfox", "adaptive": [ "desktop", "tablet", "phone" ], "auto_reload": true, "adfox": { "ownerId": 228129, "params": { "p1": "cbltd", "p2": "gazs" } } } ]
Приложение-плацебо скачали
больше миллиона раз
Подписаться на push-уведомления
{ "page_type": "default" }