Новый пластик испаряется при нагревании, а потом собирается заново

В наших телах полно микропластика; уже ни одна среда обитания не осталась в безопасности. Пластик разбросан на вершинах самых отдалённых гор, в самых глубоких уголках океана, а про «Тихоокеанский мусорный остров» слышали уже всё.

Полиэтилен — самый массово производимый в мире пластик — используется для изготовления пакетов, упаковки продуктов и контейнеров для бытовых товаров. Он также является особенно вредным для окружающей среды, поскольку разработан с учётом требований прочности и долговечности.

Тем не менее будущее выглядит обнадёживающим, поскольку инженеры‑химики из Университета Суррея в Великобритании создали уникальный новый пластик, обладающий качествами, необходимыми для поддержки более цикличной экономики материалов.

Как они сообщают в журнале «Macromolecules», этот полимер, подтверждающий работоспособность концепции, при нагревании легко разлагается на газ. А затем, подобно мифическому Фениксу, возрождается из «пепла» и вновь собирается воедино.

Этот новый полимер называется поли(1,2-дитиоланом), что означает, что он представляет собой цепь, состоящую из отдельных звеньев, или мономеров, 1,2-дитиолана — кольцеобразной молекулы, состоящей из углерода, водорода и двух связанных атомов серы. Обратимый характер этой серной связи делает полимер легко и многократно разлагаемым.

Во‑первых, он легче подвергается деполимеризации — распаду сложного полимера на более простые составляющие мономеры. Кроме того, обычные пластики, как правило, необходимо нагреть до температуры около 200°С, прежде чем они начнут разлагаться.

Уникальность нового полимера, разработанного исследователями, заключается в том, что он разлагается уже при температуре около 90°С, переходя из твёрдого состояния в газообразное, минуя жидкую фазу, и, по словам исследователей, «является первым примером полимера, демонстрирующего такое поведение».

Чтобы продемонстрировать его практическое применение, они окунули в него свёрнутую в рулон фильтровальную бумагу, показав, что пары полимера «обволакивают» бумагу водонепроницаемым покрытием. Затем они так же просто удалили это покрытие, нагрев его. И хотя бумага изменила цвет, она восстановила свои первоначальные водопоглощающие свойства.

Между тем пластик может легко восстанавливаться по мере остывания, возвращаясь в твёрдое состояние и становясь готовым к повторному использованию.

Наконец, исследователи подчеркнули потенциал использования сублимации полимеров для повышения эффективности переработки пластика, «загрязнив» свой полимер красителем «нильский красный». Обычно удаление таких добавок из пластиковых отходов требует дополнительной химической обработки, требующей значительных затрат и ресурсов. В данном случае это не так: исследователи удалили краситель из своего полимера за один этап путём нагрева.