Объединенная команда исследователей из IBM и Стэнфордского Университета разработала новый способ производства биоразлагаемого пластика. Главным элементом технологического процесса в этом случае является специальный катализатор. Используя его, можно получить недорогой и практичный биоразлагаемый пластик с улучшенными свойствами.
«В этом открытии хорошо то, что производственный процесс можно отладить довольно быстро, причем новый материал более дешевый, чем аналоги. Это отличная альтернатива процессу переработки пластика, у которого есть свои недостатки», — объясняет Гэвин Джонс (Gavin Jones), исследователь из IBM Research. По его словам, новый тип пластика можно использовать для создания самых разных товаров, включая столовые приборы, корпуса и элементы медицинских устройств и ткани особого вида. Результаты своих исследований ученые опубликовали в научном журнале журнале NatureChemistry.
Для создания биоразлагаемого пластика (обычно это полиэфиры) используются катализаторы, которые повышают скорость проведения химической реакции. В обычном случае катализатором служит металл. Это либо олово, либо алюминий. В большинстве случаев катализатор попадает в конечный материал, и удалить его довольно сложно. Процесс удаления удорожает себестоимость пластика такого типа. Специалисты нашей компании и Стэнфорда разработали новый, органический катализатор — это тиомочевина и алкоксид металла. Свойства нового катализатора позволяют ускорить и облегчить реакцию, при этом форма и свойства конечного продукта реакции, полимера, — не изменяются.
Этот катализатор можно кастомизировать для производства пластиков различных типов. Пока что говорить о коммерческом использовании открытия специалистов слишком рано, но ряд компаний уже заинтересовались этой работой.
Работа ученых по созданию биоразлагаемого пластика имеет очень большое значение. Дело в том, что пластиковые пакеты, бутылки и прочий мусор является одним из основных антропогенных загрязнителей гидросферы. Количество пластика в океане значительно превышает ряд теоретических оценок, сделанных ранее. Одним из наиболее загрязнённых пластиком мест на Земле является Большое Тихоокеанское мусорное пятно. Пластика здесь тысячи тонн.
Пластик и прочий мусор обнаружен даже в Марианской впадине, на глубине около 3-5 километров.Если бы удалось создать материал, который разлагается за вменяемое время, не нанося ущерба окружающей среде, это помогло бы решить проблему пластикового мусора.
Наша компания работает не только с биоразлагаемым пластиком. Не так давно специалисты IBM открыли новый класс прочных самовосстанавливающихся полимеров. Эти полимеры лишены недостатков обычных промышленных полимеров — их можно перерабатывать, плюс они самовосстанавливаются. Один из видов полимеров — композитный материал, весьма прочный (прочность 60-100 МПа при 20 градусах Цельсия), способный в некоторой степени к самовосстановлению (при образовании небольших трещин).
Второй полимер — эластичный гель при обычной температуре. При этом такой пластик, будучи разрезанным на куски, которые затем складывают вместе, очень быстро восстанавливается с сохранением прочности изначального материала. По словам специалистов, второй тип пластика можно использовать в качестве очень прочного клея, а также для транспортировки некоторых видов веществ. Использовать открытие можно в таких сферах, как транспорт, аэрокосмическая промышленность, электроника. По словам специалистов, открытия подобного масштаба в этой сфере не делались уже лет 10.