Японские ученые из Института физико-химических исследований RIKEN разработали прочный пластиковый материал, распадающийся в воде без образования вредного микропластика. Статья об открытии опубликована в научном журнале Science.
Команда сосредоточилась на решении проблемы пластикового загрязнения, обратившись к супрамолекулярным полимерам — составам со структурами, удерживаемыми вместе за счет обратимых взаимодействий. Новый пластик был изготовлен путем объединения двух ионных мономеров, которые вместе образуют сшитые солевые мостики.
В первоначальных тестах один из мономеров был обычной пищевой добавкой под названием гексаметафосфат натрия, а другой — соединением на основе ионов гуанидиния. Оба мономера усваиваются бактериями, что обеспечивает биоразлагаемость.
В новом материале структура солевого мостика необратима, если не подвергается воздействию электролитов, подобных тем, что содержатся в морской воде. Ключевым открытием стал метод создания селективно необратимых поперечных связей.
Новые пластики оказались нетоксичными и негорючими. Они могут быть переформированы при температурах выше 120°C, как и другие термопластики.
Испытывая различные типы сульфатов гуанидиния, команда смогла создать пластики с различной твердостью и прочностью на разрыв, все сопоставимые или превосходящие обычные полимеры.
Это означает, что новый тип материала можно настроить в соответствии с потребностями — от стойких к царапинам покрытий до эластичных силиконоподобных пластмасс.
Исследователи также изучили пригодность нового пластика к переработке и биоразлагаемость. В почве листы нового пластика полностью распались за 10 дней, снабдив почву фосфором и азотом.
Ранее ученые создали дешевый метод очистки воды от микропластика.