Пластик долгое время был основой современного производства, но его воздействие на окружающую среду увеличило спрос на экологически чистые альтернативы. Ученые из Университета Уорика достигли значительного прогресса в разработке подобных альтернатив.
Исследовательская группа обнаружила, что некоторые смеси небольших органических молекул — материалов, созданных путем смешивания кристаллических компонентов — образуют интересные стекла и вязкие жидкости. Эти так называемые органические эвтектики являются многообещающими кандидатами на замену полимеров в различных продуктах, пишет Phys.org.
Команда успешно разработала серию гидрофобных эвтектических молекулярных жидкостей и стекол, каждое из которых было тщательно создано путем объединения различных кристаллических компонентов. В ходе создания новых материалов были использованы передовые методы разработки, такие как дифференциальная сканирующая калориметрия и УФ-видимая спектроскопия.
Одна из ключевых проблем в создании устойчивых пластиковых альтернатив — обеспечение долгосрочной стабильности. Команда ученых из Университета Уорика решила эту проблему, протестировав аморфные материалы в течение длительного периода (до 14 месяцев) и воздействуя на них различными средствами для проверки устойчивости к кристаллизации.
Помимо стабильности, ученые исследовали другие свойства созданных материалов, включая возможность обработки. Они обнаружили, что все жидкости демонстрируют низкие индексы хрупкости, что делает их пригодными для различных производственных процессов, в том числе выдувку стекла, вытягивание волокон, формирование пленок и формование.
Важное свойство разработанных материалов — гибкость работы с ними, а также возможность адаптировать их к конкретным сферам применения путем смешивания других эвтектических систем или добавления пластификаторов.
«Мы привлекли к работе нашего коллегу профессора Габриэле Соссо, чтобы с помощью компьютерного моделирования изучить, как эти эвтектические смеси взаимодействуют на молекулярном уровне. Эти низкомолекулярные органические эвтектические системы открывают возможность для дальнейшей разработки высокопроизводительных материалов, которые могут заменить обычные полимеры в различных областях применения», — комментирует профессор, доктор медицинских наук Стефан Бон, ведущий исследователь работы.
По словам эксперта, созданные материалы можно рассматривать как нековалентный аналог динамических обратимых макромолекулярных ковалентных материалов, известных как витримеры. Витримеры — это класс полимеров, впервые разработанный в 2015 году. При воздействии определенных условий, включая изменение температуры, их молекулы могут перестраиваться и образовывать новые связи.
Ранее американские ученые разработали светящийся в темноте биоразлагаемый пластик. Он пригодится для разных устройств и при этом его можно переработать. Материал уже успешно себя показал в лаборатории.
