Пластик можно укрепить связями между длинными молекулами — но потом эти же связи мешают его переработке. Исследователи создали полиэфир, в котором поперечные связи появляются при использовании, а при специально заданном механическом воздействии могут размыкаться. Прочность и возможность разборки заложены в одну молекулярную конструкцию.
В работе, опубликованной 28 октября в Small, авторы описывают полиэфир из сырья биологического происхождения. Его длинные молекулы способны соединяться друг с другом через небольшие кольца из четырёх атомов углерода. Такие кольца называются циклобутановыми; здесь они становятся поперечными связями между цепями полимера.
Одна связь — две разные задачи
Когда между цепями возникают дополнительные соединения, им труднее смещаться друг относительно друга. Авторы сообщают об усилении материала в процессе эксплуатации. При этом кольца выбраны так, чтобы механическое воздействие могло запускать обратную реакцию: кольцо раскрывается, и поперечная связь исчезает.
Это ещё не превращает кусок пластика в исходное сырьё само по себе. Раскрытие сшивок облегчает дальнейший химический разбор полимера на мономеры — небольшие молекулы, из которых можно снова собрать материал. Авторы сообщают, что восстановили мономеры и получили из них полиэфир повторно.
Что предстоит проверить за пределами лаборатории
Редакции доступна авторская аннотация, а не полный протокол испытаний. Поэтому мы не переносим результат на любую упаковку, солнечное старение или обычное бытовое растяжение. Масштаб производства, долговечность в разных условиях и затраты на повторную переработку из доступного описания не установлены. Новизна работы — в конструкции связей, которая соединяет укрепление материала с возможностью последующей химической разборки.
Авторская объясняющая схема EASY. Цепи и раскрываемые связи изображены условно: это не атомная геометрия и не последовательность всех стадий переработки.
