Ученые создали новый вид пластика, способного кардинально изменить подходы к производству и утилизации синтетических материалов.
В новом исследовании ученые продемонстрировали, как из натуральных и биоразлагаемых составляющих можно создать прочный, ярко окрашенный пластик, который не только сможет заменить традиционные нефтепродукты, но и значительно снизить уровень загрязнения природы. Новый материал основан на производном целлюлозы — гидроксипропилцеллюлозе (HPC), к которой добавлены лимонная кислота, порошок чернил кальмара и вода. Эти компоненты обеспечили яркую окраску материала без использования токсичных красителей и пигментов.
Обычные пластики часто окрашиваются с помощью синтетических красителей, что усложняет процесс переработки использованных пластиковых изделий и повышает риск загрязнения окружающей среды при их разрушении. Со временем такие красители могут вымываться в почву или водоемы, нанося вред животным и экосистемам. В отличие от них, разработанный материал не окрашен в традиционном смысле. Цвет ему придают не пигментные частицы, а микроскопические структуры в самом материале, которые отражают свет определенной длины волны. Таким образом, насыщенные цвета получают перья павлинов или крылья бабочек. Ученые уже ранее наблюдали подобное явление у некоторых синтетических полимеров, но до текущего времени создание 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 твердым при высыхании. От количества кислоты зависел оттенок пластика: от голубого до красного. Интенсивность цвета регулировалась содержанием порошка чернил кальмара. В результате получился прочный и яркий материал, пригодный для использования в различных формах — от тонкой пленки до трехмерных объектов, напечатанных на 3D-принтере или даже сложенных в виде оригами.
Одним из самых впечатляющих свойств нового материала является его полная растворимость в воде. Это позволяет создавать новый пластик из использованного, просто растворив его и дав высохнуть в нужной форме. При этом переработанный материал сохранял или даже превосходил механические качества коммерчески доступных пластиков на нефтяной основе. Такой подход открывает путь к созданию не только биоразлагаемых, но и многоразово перерабатываемых пластиков без вредных красителей.
Тем временем ученые создали из целлюлозы превосходящий по характеристикам металлы и стекло суперматериал.
Фото: hi-tech.mail.ru