Ученые из японского института RIKEN разработали биоразлагаемый пластик, распадающийся в воде без микропластика. Материал, создаваемый из ионных мономеров, полностью разрушается за 10 дней, обогащая почву полезными элементами. Исследования открывают перспективы для экологичной переработки.
Ученые из Японии, работающие в Институте физико-химических исследований RIKEN, достигли значительного прорыва в создании прочного пластикового материала, который полностью разлагается в воде, не образуя при этом вредных частиц микропластика. Результаты их исследований были представлены в научной статье, опубликованной в журнале Science.
Основное внимание команда исследователей уделила устранению проблемы пластикового загрязнения, сосредоточившись на супрамолекулярных полимерах. Эти новаторские соединения обладают структурами, которые удерживаются благодаря обратимым взаимодействиям. Новый вид пластика был получен путем объединения двух ионных мономеров, образующих прочные солевые мостики.
В ходе начальных испытаний одним из мономеров выступала пищевая добавка, известная как гексаметафосфат натрия, в то время как другой мономер представлял собой соединение на основе ионов гуанидиния. Эти мономеры поглощаются бактериями, что и обеспечивает их биоразлагаемость.
Структура солевого мостика в новом материале остается устойчивой, пока не подвергается воздействию электролитов, схожих с теми, что содержатся в морской воде. Влияние оказалось обусловлено особым методом формирования селективно необратимых поперечных связей, что стало ключевым открытием исследователей.
Тесты показали, что новые пластики являются нетоксичными и негорючими. Как и другие термопластики, они могут быть переработаны при нагреве свыше 120°C. Эксперименты с различными вариантами сульфатов гуанидиния позволили создать пластики, которые обладают разнообразной твердостью и прочностью на разрыв, сравнимой или превосходящей обычные полимеры.
Благодаря этим качествам, новый вид материала может быть адаптирован под специфические нужды, начиная от устойчивых к царапинам покрытий до эластичных материалов, напоминающих силикон.
Кроме того, исследователи изучили, насколько пригоден такой пластик к переработке и его биоразлагаемость. В экспериментах с почвой листы нового пластика полностью распадались через 10 дней, при этом обогащая почву необходимыми элементами, такими как фосфор и азот.
Таким образом, исследования открывают возможности для создания экономически эффективного способа очистки водной среды от микропластика.
