Біопластик — це пластикові матеріали, виготовлені з біомаси замість сирої нафти та природного газу.Вони більш екологічні, але, як правило, менш міцні та гнучкі, ніж традиційні пластики.Вони також менш стійкі під впливом тепла.
На щастя, вчені з Університету Акрона (UA) знайшли вирішення цього останнього недоліку, вийшовши за межі можливостей біопластику.Їх розробка може зробити значний внесок у стійкість пластмас у майбутньому.
Shi-Qing Wang, докторська лабораторія в UA, розробляє ефективні стратегії для перетворення крихких полімерів у жорсткі та гнучкі матеріали.Останньою розробкою команди є прототип чашки з полімолочною кислотою (PLA), який є надміцним, прозорим і не стискається чи деформується, коли його наповнюють окропом.
Пластик став невід’ємною частиною нашого повсякденного життя, але більша його частина не підлягає переробці, тому накопичується на звалищах.Деякі багатообіцяючі біорозкладані/компостувані альтернативи, такі як PLA, часто недостатньо міцні, щоб замінити традиційні полімери на основі викопного палива, такі як поліетилентерефталат (ПЕТ), оскільки ці стійкі матеріали дуже хрусткі.
PLA — це популярна форма біопластику, яка використовується в упаковці та посуді, оскільки вона дешева у виробництві.До того, як це зробила лабораторія Ванга, використання PLA було обмежено, оскільки він не витримував високих температур.Тому це дослідження може стати проривом для ринку PLA.
Доктор Рамані Нараян, відомий дослідник біопластику та почесний професор Мічиганського державного університету, сказав:
PLA є провідним у світі полімером, який на 100% біологічно розкладається та повністю компостується.Але він має низьку ударну міцність і низьку температуру теплової деформації.Він розм’якшується та структурно руйнується приблизно при 140 градусах F, що робить його непридатним для багатьох типів упаковки для гарячої їжі та одноразових контейнерів.Дослідження доктора Ванга може стати проривною технологією, оскільки його прототип чашки PLA міцний, прозорий і може вміщувати окріп.
Команда переосмислила складну структуру PLA пластику на молекулярному рівні, щоб досягти термостійкості та пластичності.Цей матеріал складається з ланцюгових молекул, пов’язаних разом, як спагетті, переплетених одна з одною.Щоб бути міцним термопластом, дослідники повинні були переконатися, що кристалізація не порушує структуру переплетення.Він інтерпретує це як можливість зібрати всю локшину відразу парою паличок, а не кілька локшини, які зісковзнуть з решти.
Їхній прототип пластикового стакана PLA може утримувати воду, не розкладаючись, не стискаючись і не стаючи непрозорим.Ці чашки можна використовувати як більш екологічну альтернативу каві чи чаю.
Час публікації: 08 лютого 2023 р