Однажды утром Ювэй Гу гулял по живописному парку штата Нью-Йорк и увидел печальное зрелище: вдоль тропинки валялись пустые пластиковые бутылки, а озеро было покрыто слоем пластикового мусора. Этот случай подтолкнул специалиста из Ратгерского университета заняться поиском решения глобальной проблемы загрязнения окружающей среды, пишет ScienceDaily.
Ученый обратил внимание на природу полимеров — длинноцепочечных молекул, из которых состоят как природные материалы, так и современный пластик. Полимеры присутствуют везде: от белков и ДНК до простых полиэтиленовых пакетов. Ключевое отличие природных полимеров от синтетических заключается в том, что первые способны постепенно разлагаться, тогда как вторые зачастую остаются целыми десятилетия и даже столетия.
Решив перенять опыт природы, ученый задался целью научить искусственные полимеры повторять поведение естественных аналогов. Полимеры организованы по принципу многократного повторения одних и тех же элементов, словно бусы на нити. Связи между элементами служат своеобразным клеем, обеспечивающим прочность конструкции. Проблема пластика заключается в том, что его прочные связи препятствуют быстрому разложению после окончания срока службы. Работа команды Гу была направлена на создание специализированных связей, которые выдерживали бы нагрузки при использовании, но становились хрупкими при наступлении этапа разложения.
Команда смогла сконструировать особую схему расположения молекул в пластике, подобрав элементы так, чтобы пластик распадался при появлении определенных триггеров. Такое решение позволило сократить время разрушения материала в тысячи раз. По словам эксперта, точное размещение компонентов определяет скорость разложения полимера. Контроль над положением молекул позволяет настраивать длительность существования пластика: от нескольких дней до нескольких лет.
Теперь ученые могут выбирать нужные свойства пластика в зависимости от требований конкретного изделия. Например, упаковка для еды должна быстро разлагаться, а детали автомобилей — долго сохранять прочность. Разработанная технология пригодится не только для уменьшения количества загрязнений. Ее планируют использовать для изготовления капсул с лекарством, которое высвобождается постепенно.
Таким образом, исследование открывает дорогу для принципиально иных типов умных полимеров, полезных в самых разных сферах. Но впереди немало испытаний. Необходимо убедиться, что конечный продукт разложения безвреден. Сейчас группа активно работает над адаптацией своей технологии к массовым производствам и ищет партнеров среди компаний, заинтересованных в выпуске экопластика следующего поколения.
Ранее ученые создали инновационную пряжу для текстиля будущего.
