En ny supramolekylær plast, der kan selvhele på et øjeblik, og som er nemmere at nedbryde og genbruge
2022-09-05
En forskergruppe ledet af Li Jianwei, seniorforsker i medicinforskningslaboratorium i Finland, har udforsket et nyt materiale kaldet supramolekylær plast, som vil erstatte traditionel polymerplast med et miljøvenligt materiale, der fremmer bæredygtig udvikling. Den supramolekylære plast fremstillet af forskere ved hjælp af væske-væskefaseseparationsmetoden har lignende mekaniske egenskaber som traditionelle polymerer, men den nye plast er lettere at nedbryde og genbruge.
Plast er et af de vigtigste materialer i moderne tid. Efter et århundredes udvikling er det blevet integreret i alle aspekter af menneskelivet. Den traditionelle polymerplast har dog dårlig nedbrydnings- og regenereringsevne i naturen, hvilket er blevet en af de største trusler mod menneskets overlevelse. Denne situation er forårsaget af den stærke kraft, der er iboende i den kovalente binding, der forbinder monomererne for at danne polymeren.
For at imødekomme denne udfordring foreslår forskere at fremstille polymerer forbundet med ikke-kovalente bindinger, der er mindre kraftige end kovalente bindinger. Desværre er svage interaktioner ofte utilstrækkelige til at holde molekyler i materialer med makroskopiske dimensioner, hvilket hindrer den praktiske anvendelse af ikke-kovalente materialer.
Li Jianweis forskningsgruppe ved Universitetet i Turku i Finland fandt ud af, at et fysisk koncept kaldet væske-væskefaseseparation (LLP'er) kan isolere og koncentrere opløste stoffer, øge bindingskraften mellem molekyler og fremme dannelsen af makromaterialer. De mekaniske egenskaber af de opnåede materialer er sammenlignelige med dem for konventionelle polymerer.
Desuden, når materialet er brudt, kan fragmenterne øjeblikkeligt genforenes og hele sig selv. Når der indkapsles en mættet mængde vand, er materialet desuden et klæbemiddel. For eksempel kan en fugeprøve af stål tåle en vægt på 16 kg i mere end en måned.
Endelig er materialet nedbrydeligt og meget genanvendeligt på grund af den dynamiske og reversible karakter af ikke-kovalente interaktioner.
"Sammenlignet med traditionel plast er vores nye supramolekylære plastik mere intelligent, fordi de ikke kun bevarer stærke mekaniske egenskaber, men også bevarer dynamiske og reversible egenskaber, hvilket gør materialerne selvhelbredende og genanvendelige," forklarede Dr. Yu Jingjing, en postdoktoral forsker. .
"Et lille molekyle, der producerer supramolekylært plast, blev tidligere udelukket fra et komplekst kemisk system. Det danner et intelligent hydrogelmateriale med magnesiummetalkationer. Denne gang er vi meget glade for at bruge LLP'er til at lære de nye færdigheder i dette gamle molekyle." sagde Dr. Li Jianwei, chefforsker i laboratoriet.
"Nye beviser viser, at LLP'er kan være en vigtig proces i dannelsen af celle-rum. Nu har vi fremmet dette fænomen inspireret af biologi og fysik for at imødekomme de store udfordringer, som vores miljø står over for. Jeg tror på, at mere interessante materielle LLP-processer vil blive udforsket i den nærmeste fremtid," fortsatte Li.
We use cookies to offer you a better browsing experience, analyze site traffic and personalize content. By using this site, you agree to our use of cookies.
Privacy Policy
