Ученые представили инновационный пластик, способный существенно изменить текущие методы производства и утилизации синтетических материалов.
В рамках последнего исследования специалисты продемонстрировали, как из натуральных и биоразлагаемых ингредиентов можно создать прочный и ярко окрашенный пластик, который способен не только заменить традиционные нефтепродукты, но и существенно уменьшить уровень загрязнения окружающей среды. Новый материал основан на производном целлюлозы — гидроксипропилцеллюлозе (HPC), куда исследователи добавили лимонную кислоту, порошок чернил кальмара и воду. Эти компоненты позволили добиться насыщенной окраски материала без использования токсичных красителей и пигментов.
Традиционные пластики, как правило, получают окраску с применением синтетических красителей, что усложняет процесс переработки устаревших пластиковых изделий и увеличивает риск загрязнения окружающей среды при их разрушении. Со временем такие красители могут вымываться в почву или водоемы, причиняя вред животным и экосистемам. В отличие от них, разработанный материал не окрашен в привычном смысле. Его цвет формируют не частицы пигмента, а микроскопические структуры в самом материале, отражающие свет определенной длины волны. Таким образом, насыщенные цвета перьев павлинов или крыльев бабочек получают благодаря аналогичному принципу. Ранее учеными уже наблюдалось подобное явление у некоторых синтетических полимеров, однако до сих пор создание устойчивого, прочного материала с такими оптическими свойствами из натуральных компонентов представляло собой сложную задачу.
Ключевую роль в создании нового материала сыграли лимонная кислота и чернила кальмара. Лимонная кислота способствовала образованию дополнительных водородных связей в структуре HPC, благодаря чему материал становился прочным при высыхании на воздухе. От количества кислоты зависел оттенок будущего пластика: от голубого до красного. А интенсивность цвета регулировалась за счет содержания порошка чернил кальмара. В итоге получился прочный и яркий материал, который можно применять в самых разных формах — от тонкой пленки до трехмерных объектов, напечатанных на 3D-принтере или даже сложенных в виде оригами.
Одним из самых выдающихся свойств нового материала стала его полная растворимость в воде. Это подразумевает, что из использованного пластика можно снова создать новый, просто растворив его и дав высохнуть в нужной форме. При этом переработанный материал сохранял или даже превосходил механические характеристики коммерчески доступных пластиков на нефтяной основе. Такой подход открывает возможности для создания не только биоразлагаемых, но и многоразово перерабатываемых пластиков без использования вредных красителей.
Тем временем ученые создали из целлюлозы превосходящий металлы и стекло суперматериал.
Фото: hi-tech.mail.ru