Vědci vyvinuli pevnější, pružnější a samoopravný plast

Vědci z Tokijské univerzity vyvinuli inovativní plast, který je pevnější a roztažitelnější než současný standardní typ. Tento plast je také částečně biologicky odbouratelný, zachovává si svůj tvar a lze jej opravit teplem. Výzkumníci jej vytvořili přidáním molekuly polyrotaxanu do epoxidové pryskyřice vitrimeru, což je druh plastu.

Materiál pojmenovaný VPR si dokáže udržet svůj tvar a má silné vnitřní chemické vazby při nízkých teplotách. Při teplotách nad 150 °C se však tyto vazby rekombinují a materiál lze reformovat do různých tvarů.

Působením tepla a rozpouštědla se VPR rozkládá na své surové složky. Při ponoření do mořské vody na 30 dní došlo rovněž k 25% biologickému rozkladu, přičemž se polyrotaxan rozpadl na zdroj potravy pro mořské živočichy. Tento nový materiál by mohl mít široké využití pro oběhové hospodářství, které by umožnilo recirkulaci zdrojů a snížení množství odpadu, od strojírenství a výroby až po medicínu a udržitelnou módu.

Navzdory celosvětovým kampaním na omezení používání plastů a odpadu je obtížné se tomuto všudypřítomnému materiálu vyhnout. V dnešní době se může zdát, že je obsažen téměř ve všem, co používáme, od hraček a oblečení, přes domácí potřeby a elektroniku až po vozidla a infrastrukturu. Ačkoli je plast užitečný, s jeho životním cyklem a likvidací je spojeno mnoho problémů.

Vývoj alternativ, které vydrží déle, lze je snadněji znovu použít a recyklovat nebo jsou vyrobeny ze zdrojů šetrných k životnímu prostředí, je klíčem k řešení těchto problémů a k naplnění několika cílů udržitelného rozvoje OSN.

Vědci z Tokijské univerzity proto vytvořili udržitelnější plast na bázi epoxidové pryskyřice vitrimer. Vitrimery jsou relativně novou třídou plastů, které jsou pevné, ale které lze při vyšších teplotách také několikrát přetvořit (jako termoplasty, z nichž se vyrábějí plastové lahve). Jsou však obvykle křehké a nelze je daleko roztáhnout, než se zlomí.

Materiál VPR je více než pětkrát odolnější proti zlomení než typický vitrimer z epoxidové pryskyřice. Také se patnáctkrát rychleji opravuje, dokáže dvakrát rychleji obnovit svůj původní zapamatovaný tvar a může být chemicky recyklován desetkrát rychleji než typický vitrimer. Dokonce se bezpečně biologicky rozkládá v mořském prostředí, což je pro tento materiál novinka, uvádí portál Phys.

Polyrotaxan se těší zájmu vědy a průmyslu pro svou schopnost zvyšovat houževnatost různých materiálů. V této studii zvýšená houževnatost VPR znamenala, že bylo možné vytvářet složitější tvary, které se udržely i při nízkých teplotách. Likvidace nebo recyklace byla také snazší než u vitrimerů bez polyrotaxanu.

Tým předpokládá pro VPR praktické i hravé využití, od strojírenství přes módu, robotiku až po medicínu.

zdroj: Phys