Uusi supramolekyylinen muovi, joka paranee itsestään hetkessä ja on helpompi hajottaa ja käyttää uudelleen
2022-09-05
Lääketieteen tutkimuslaboratorion vanhemman tutkijan Li Jianwein johtama tutkimusryhmä on selvittänyt uutta materiaalia nimeltä supramolekulaarinen muovi, joka korvaa perinteiset polymeerimuovit ympäristöystävällisellä materiaalilla, joka edistää kestävää kehitystä. Tutkijoiden neste-nestefaasierotusmenetelmällä valmistamilla supramolekyylimuoveilla on samanlaiset mekaaniset ominaisuudet kuin perinteisillä polymeereillä, mutta uudet muovit ovat helpompia hajottaa ja käyttää uudelleen.
Muovi on yksi nykyajan tärkeimmistä materiaaleista. Vuosisadan kehityksen jälkeen se on integroitu kaikkiin ihmiselämän osa-alueisiin. Perinteisillä polymeerimuoveilla on kuitenkin huono hajoamis- ja uusiutumiskyky luonnossa, mikä on noussut yhdeksi suurimmista uhista ihmisen selviytymiselle. Tämä tilanne johtuu kovalenttiselle sidokselle ominaisesta voimasta, joka yhdistää monomeerit muodostaen polymeerin.
Vastatakseen tähän haasteeseen tutkijat ehdottavat polymeerejä, jotka yhdistetään ei-kovalenttisilla sidoksilla, jotka ovat vähemmän tehokkaita kuin kovalenttiset sidokset. Valitettavasti heikot vuorovaikutukset eivät usein riitä pitämään molekyylejä materiaaleissa, joiden mitat ovat makroskooppiset, mikä estää ei-kovalenttisten materiaalien käytännön soveltamisen.
Li Jianwein tutkimusryhmä Turun yliopistossa havaitsi, että neste-nestefaasierotus (LLP) -niminen fysikaalinen käsite voi eristää ja konsentroida liuenneita aineita, tehostaa molekyylien välistä sitoutumisvoimaa ja edistää makromateriaalien muodostumista. Saatujen materiaalien mekaaniset ominaisuudet ovat verrattavissa tavanomaisten polymeerien mekaanisiin ominaisuuksiin.
Lisäksi, kun materiaali on rikki, palaset voivat välittömästi yhdistyä ja parantua itsestään. Lisäksi, kun kapseloidaan kylläinen määrä vettä, materiaali on liima. Esimerkiksi teräksestä valmistettu saumanäyte kestää 16 kg:n painon yli kuukauden.
Lopuksi materiaali on hajoavaa ja erittäin kierrätettävää ei-kovalenttisten vuorovaikutusten dynaamisen ja palautuvan luonteen vuoksi.
"Verrattuna perinteisiin muoveihin, uudet supramolekyyliset muovimme ovat älykkäämpiä, koska ne eivät vain säilytä vahvoja mekaanisia ominaisuuksia, vaan myös säilyttävät dynaamisia ja palautuvia ominaisuuksia, mikä tekee materiaaleista itsestään paranevia ja uudelleenkäytettäviä", tohtoritutkija tohtori Yu Jingjing selittää. .
"Pieni molekyyli, joka tuottaa supramolekyylisiä muoveja, seulottiin aiemmin monimutkaisesta kemiallisesta järjestelmästä. Se muodostaa älykkään hydrogeelimateriaalin magnesiummetallikationien kanssa. Tällä kertaa olemme erittäin iloisia voidessamme käyttää LLP:itä tämän vanhan molekyylin uusien taitojen opettamiseen", sanoi tohtori Li Jianwei, laboratorion päätutkija.
"Uusi todisteet osoittavat, että LLP:t voivat olla tärkeä prosessi soluosastojen muodostumisessa. Nyt olemme kehittäneet tätä ilmiötä biologian ja fysiikan inspiroimana vastaamaan ympäristömme suuriin haasteisiin. Uskon, että mielenkiintoisempia materiaalisia LLP-prosesseja tulee olemaan tutkitaan lähitulevaisuudessa", Li jatkoi.
We use cookies to offer you a better browsing experience, analyze site traffic and personalize content. By using this site, you agree to our use of cookies.
Privacy Policy
