Пластик для многократной переработки

29.04.2018

Американские химики синтезировали полимерный материал, по своим механическим свойствам и термической устойчивости не уступающий современным пластмассам. Его преимущество в том, что этот материал можно контролируемо перерабатывать, разбирая обратно на отдельные мономеры. Полученные при этом мономеры годятся для новой полимеризации, за счет чего такой материал можно использовать многократно.

Одно из основных достоинств современных пластмасс - их долговечность и устойчивость по отношению к внешним механическим нагрузкам и небольшим изменениям температуры. Однако тот факт, что у пластика со временем практически не меняются химические и механические свойства, имеет очевидные отрицательные последствия.

Именно из-за устойчивости пластик практически невозможно переработать, в результате чего он постепенно загрязняет планету, накапливается в океане и вмешивается в жизнь морских экосистем. Поэтому важной задачей современной химии является поиск таких полимерных материалов, которые с одной стороны обладают нужными физическими свойствами, а с другой - могут быть легко переработаны, после чего их можно будет использовать повторно.

Американские химики из Университета штата Колорадо под руководством Юджина Чена (Eugene Y.-X. Chen) синтезировали новый тип полимерного материала, который обладает физическими свойствами - плотностью, упругостью и термической устойчивостью - на уровне современных пластмасс и при этом может быть многократно использован за счет цикла реакций полимеризации и обратной деполимеризации. Мономером этого соединения стала молекула на основе гамма-бутиролактона, в которой два из атомов углерода дополнительно связаны в циклическую структуру в транс-конформации. Получить такой мономер можно довольно легко и в больших количествах с помощью двухстадийного синтеза из доступных в продаже реактивов.

Последующая полимеризация мономера происходит тоже довольно легко: при комнатной температуре с использованием совсем небольшого количества катализатора (не более одного мольного процента) и всего за несколько минут. При этом можно использовать два различных типа катализатора. В зависимости от выбора одного из них будет образовываться один из двух типов полимеров: с линейной или циклической структурой. Средняя молекулярная масса линейных полимеров составила от 0,5 до 1 мегадальтона, а циклических полимеров - около 80 килодальтон.

По всем своим характеристикам - молекулярной массе, термической устойчивости и механическим свойствам оба типа полимера оказались очень близки к используемым сейчас видам пластика (при этом каждый из полимеров может существовать в двух хиральных конформациях, однако наилучшими свойствами обладала рацемическая смесь двух энантиомеров). Так, температура плавления рацематов как циклического, так и линейного полимера составила около 190 градусов Цельсия, температура стеклования - около 50 градусов Цельсия, а модуль упругости - около 2,7 гигапаскаля, что сравнимо с показателями современных пластиковых материалов, например, биоразлагаемого полилактида.

Основным достоинством синтезированного полимера ученые называют возможность его многократной переработки с помощью деполимеризации, которую можно проводить либо с помощью термолиза при температурах выше 300 градусов Цельсия, либо при более умеренных температурах (около 120 градусов Цельсия) в присутствии хлорида цинка ZnCl2. Выход реакций разложения составил около 97 процентов. Образованные при деполимеризации мономеры по своим свойствам не отличаются от начального состояния, и их можно снова использовать для получения нужного полимерного материала.

<< Назад: Новые светодиоды серии LM281D+ от Samsung 29.04.2018

>> Вперед: Разработан прозрачный и бесшумный роботизированный угорь 28.04.2018

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Хорошо управляемые луга могут компенсировать выбросы от скота 15.02.2026

Животноводство, особенно разведение крупного рогатого скота, часто обвиняют в значительном вкладе в глобальное потепление из-за мощного парникового газа - метана, который выделяется при пищеварении у жвачных животных. Это вызывает острые политические споры и призывы к сокращению потребления мяса. Однако ученые напоминают, что полная картина климатического воздействия отрасли не ограничивается только выбросами от животных: огромную роль играет окружающая экосистема - пастбища, почва и растительность, которые способны активно поглощать углекислый газ из атмосферы. Исследователи из Университета Небраски-Линкольна решили глубже изучить этот баланс. Группа под руководством профессора Галена Эриксона сосредоточилась на том, как правильно организованные пастбища накапливают углерод в растениях и грунте благодаря естественным процессам, стимулируемым выпасом скота. Ученые подчеркивают, что при достаточном уровне осадков и грамотном управлении такие луга превращаются в мощные природные погло ...>>

NASA тестирует инновационную технологию крыла 15.02.2026

Коммерческая авиация ежегодно расходует колоссальные объемы керосина, что сказывается не только на бюджете авиакомпаний, но и на состоянии окружающей среды. В 2024 году глобальные затраты на авиационное топливо достигли 291 миллиарда долларов, и эта сумма продолжает расти. Чтобы справиться с этими вызовами, NASA активно работает над технологиями, способными заметно повысить аэродинамическую эффективность самолетов. Одним из самых перспективных направлений стало создание специальной конструкции крыла, которая максимизирует естественный ламинарный поток воздуха и минимизирует сопротивление. В январе 2026 года специалисты NASA Armstrong Flight Research Center успешно провели важный этап наземных испытаний концепции Crossflow Attenuated Natural Laminar Flow (CATNLF). Для эксперимента под фюзеляж исследовательского самолета F-15B закрепили вертикально ориентированную масштабную модель высотой около 0,9 м (3 фута), напоминающую узкий киль. Такая компоновка позволила подвергнуть прототип р ...>>

Забота о внуках очень полезна для здоровья мозга 14.02.2026

Общение между поколениями приносит радость всей семье, но мало кто задумывается, насколько активно бабушки и дедушки, заботящиеся о внуках, поддерживают свою умственную форму. Регулярное взаимодействие с детьми стимулирует мозг пожилых людей, помогая сохранять память, скорость мышления и общую когнитивную активность. Новые научные данные подтверждают, что такая добровольная помощь не только важна для общества, но и может замедлять возрастные изменения в мозге. Исследователи из Тилбургского университета в Нидерландах провели анализ, чтобы понять, приносит ли уход за внуками реальную пользу здоровью пожилых людей. Ведущий автор работы Флавия Черечес отметила, что многие бабушки и дедушки регулярно присматривают за детьми, и оставался открытым вопрос, насколько это положительно сказывается на их собственном благополучии, особенно в плане когнитивных функций. Ученые поставили цель выяснить, способен ли регулярный уход за внуками замедлить снижение памяти и других умственных способ ...>>

Оптические системы сортировки и AI для черники и фруктов 14.02.2026

Каждый год потребители ожидают увидеть на прилавках свежие, ровные по размеру и цвету ягоды черники без признаков порчи или обезвоживания, при этом производители стремятся минимизировать потери и сохранить естественную привлекательность продукта. В эпоху растущих требований к качеству и дефицита квалифицированной рабочей силы традиционные методы сортировки фруктов уже не всегда справляются с задачей. Именно поэтому компании активно внедряют оптические сканеры в сочетании с искусственным интеллектом, способные анализировать ягоды с невероятной точностью и скоростью, сохраняя при этом их товарный вид. На выставке Fruit Logistica 2026 в Берлине компания Tomra Food презентовала свои последние достижения в области постуборочной обработки. Центральное место на стенде занимает совершенно новая оптическая сортировочная система, специально разработанная для свежей черники и предназначенная для использования непосредственно в упаковочных цехах. Эта машина охватывает весь путь ягод - от загруз ...>>

Монитор ROG Swift OLED PG32UCDM Gen 3 13.02.2026

Для многих поклонников компьютерных игр выбор монитора - это всегда поиск идеального баланса между потрясающей картинкой, молниеносной скоростью отклика и надежностью в длительных игровых сессиях. Технология QD-OLED уже несколько лет задает высокую планку качества изображения, предлагая глубокий черный цвет, яркие краски и практически мгновенную реакцию пикселей. Однако даже у самых продвинутых панелей оставались слабые места: уязвимость к царапинам, цветовые искажения под определенными углами и заметное отражение в освещенных помещениях. Компания ASUS решила серьезно улучшить ситуацию и представила третье поколение своего популярного 32-дюймового флагмана - ROG Swift OLED PG32UCDM Gen 3. В основе новинки лежит современная 32-дюймовая QD-OLED панель с разрешением 4K (3840 x 2160 пикселей), которая обеспечивает невероятную детализацию и точность цветопередачи. Частота обновления достигает 240 Гц, что делает картинку исключительно плавной даже в самых динамичных сценах шутеров или ...>>

Случайная новость из Архива Измерено магнитное поле черной дыры в центре Галактики 19.12.2015 Астрономы впервые смогли изучить то, что происходит в окрестностях горизонта событий сверхмассивной черной дыры в центре Млечного Пути, и обнаружить, что в ее окрестностях и в диске материи, которая ее окружает, присутствуют сильные и очень изменчивые магнитные поля. Астрофизики впервые смогли "дотянуться" до горизонта событий сверхмассивной черной дыры в центре нашей Галактики и доказать, что она обладает магнитным полем, которое помогает ей захватывать материю и выплевывать часть ее в виде света и частиц высокой энергии, говорится в статье, опубликованной в журнале Science. "Существование этих магнитных полей предсказывалось теориями, но до этого никому не удавалось их увидеть. Эти наблюдения позволили нам поставить на твердую экспериментальную основу десятилетия теоретизирования и расчетов", - заявил Шеп Долеман (Shep Doeleman) из Массачусетского технологического института (США). Долеман и его коллеги смогли совершить это открытие благодаря уникальному телескопу-интерферометру Event Horizons Telescope, в рамках которого были объединены мощности самых чувствительных радио-обсерваторий мира в Калифорнии, Аризоне, на Гавайских островах и даже на южном полюсе Земли. Главная цель этого проекта, как можно понять из его названия, заключалась в том, чтобы "подобраться" к горизонту событий черной дыры Sgr A*, расположенной в центре Млечного Пути, и всесторонне изучить ее свойства. Объединение мощностей телескопов позволило ученым достичь разрешения, превышающего чувствительность "Хаббла "в тысячу раз. О первых успехах этого проекта и первых наблюдениях ученые рассказали еще в апреле этого года. По их словам, EHT удалось подобраться к горизонту событий "нашей" черной дыры и достичь рекордного разрешения, в 10 раз превышающего точность предыдущих наблюдений. Изучив поляризацию излучения, исходящего от "сердца" Sgr A*, авторы статьи заметили, что некоторые испускаемые ею радиоволны были "закручены", что указывало на то, что у горизонта событий черной дыры и в диске ее аккреции присутствовали сильные магнитные поля. Их структура была крайне необычной - сила магнитного поля в отдельных регионах диска менялась каждые 15 минут, а его конфигурация была очень разной в разных уголках окрестностей Sgr A*. К примеру, магнитное поле в дальней части диска было достаточно неупорядоченным, что астрофизики сравнивают с тем, как выглядят спутавшиеся спагетти. В противоположность этому, регионы, расположенные у "ножки" джета - потока частиц высокой энергии и электромагнитных волн, "выплевываемых" черной дырой, - были наоборот, очень упорядоченными. Как считает ДОлеман, дальнейшее изучение различий в магнитной структуре этих участков диска аккреции и окрестностей горизонта событий позволит понять, как рождаются джеты и почему некоторые черные дыры, в том числе и Sgr A*, обладают крайне слабыми "плевками".

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2026