En ny supramolekylær plast som kan helbrede seg selv på et øyeblikk, og som er lettere å dekomponere og gjenbruke
2022-09-05
En forskergruppe ledet av Li Jianwei, seniorforsker ved medisinsk forskningslaboratorium i Finland, har utforsket et nytt materiale kalt supramolekylær plast, som skal erstatte tradisjonell polymerplast med et miljøvennlig materiale som fremmer bærekraftig utvikling. Den supramolekylære plasten laget av forskere ved bruk av væske-væskefaseseparasjonsmetoden har lignende mekaniske egenskaper som tradisjonelle polymerer, men den nye plasten er lettere å dekomponere og gjenbruke.
Plast er et av de viktigste materialene i moderne tid. Etter et århundre med utvikling har den blitt integrert i alle aspekter av menneskelivet. Imidlertid har den tradisjonelle polymerplasten dårlig nedbrytnings- og regenereringsevne i naturen, som har blitt en av de største truslene mot menneskets overlevelse. Denne situasjonen er forårsaket av den sterke kraften som ligger i den kovalente bindingen som forbinder monomerene for å danne polymeren.
For å møte denne utfordringen foreslår forskere å lage polymerer forbundet med ikke-kovalente bindinger som er mindre kraftige enn kovalente bindinger. Dessverre er svake interaksjoner ofte utilstrekkelige for å holde molekyler i materialer med makroskopiske dimensjoner, noe som hindrer praktisk anvendelse av ikke-kovalente materialer.
Li Jianweis forskningsgruppe ved Universitetet i Turku i Finland fant at et fysisk konsept kalt væske-væskefaseseparasjon (LLP) kan isolere og konsentrere oppløste stoffer, øke bindingskraften mellom molekyler og fremme dannelsen av makromaterialer. De mekaniske egenskapene til de oppnådde materialene er sammenlignbare med de til konvensjonelle polymerer.
Dessuten, når materialet er ødelagt, kan fragmentene umiddelbart gjenforenes og helbrede seg selv. I tillegg, ved innkapsling av en mettet mengde vann, er materialet et lim. For eksempel kan en fugeprøve laget av stål tåle en vekt på 16 kg i mer enn én måned.
Til slutt er materialet nedbrytbart og svært resirkulerbart på grunn av den dynamiske og reversible naturen til ikke-kovalente interaksjoner.
"Sammenlignet med tradisjonell plast er vår nye supramolekylære plast mer intelligent, fordi de ikke bare beholder sterke mekaniske egenskaper, men også beholder dynamiske og reversible egenskaper, noe som gjør materialene selvhelbredende og gjenbrukbare," forklarte Dr. Yu Jingjing, en postdoktor-forsker. .
"Et lite molekyl som produserer supramolekylær plast ble tidligere filtrert ut fra et komplekst kjemisk system. Det danner et intelligent hydrogelmateriale med magnesiummetallkationer. Denne gangen er vi veldig glade for å bruke LLP-er for å lære bort de nye ferdighetene til dette gamle molekylet." sa Dr. Li Jianwei, sjefforsker ved laboratoriet.
"Nedkommende bevis viser at LLP-er kan være en viktig prosess i dannelsen av celleavdelinger. Nå har vi avansert dette fenomenet inspirert av biologi og fysikk for å møte de store utfordringene miljøet vårt står overfor. Jeg tror at mer interessante materielle LLP-prosesser vil bli utforsket i nær 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
