فهرست مطالب
پژوهشگران پلاستیک جدیدی با قابلیت تبدیل به بخار در دمای ۹۰ درجه و بازگشت دوباره به حالت اولیه پس از سرد شدن ساختهاند.
به گزارش سرویس علمی تکناک، مهندسان شیمی دانشگاه ساری بریتانیا نوع جدیدی از پلیمر را ساختهاند که با گرم شدن در دمای حدود ۹۰ درجه سانتیگراد به صورت مستقیم از حالت جامد به گاز تبدیل میشود و پس از سرد شدن دوباره ساختار اولیه خود را تشکیل میدهد. پژوهشگران معتقد هستند که این فناوری میتواند مسیر تازهای برای ساخت مواد قابل بازیافت و پوششهای پلیمری قابل استفاده مجدد ایجاد کند.
افزایش زبالههای پلاستیکی به یکی از مهمترین مشکلات زیستمحیطی جهان تبدیل شده است. میکروپلاستیکها اکنون در بدن انسان و بسیاری از محیطهای طبیعی پیدا میشوند. پژوهشگران، آلودگی پلاستیکی را حتی در دورافتادهترین کوهستانها و عمیقترین بخشهای اقیانوسها شناسایی کردهاند.
پلیاتیلن، پرمصرفترین پلاستیک جهان، نمونهای از این مشکل است. این ماده در تولید کیسهها، بستهبندی مواد غذایی و ظروف مختلف کاربرد دارد. دوام بالا یکی از ویژگیهای مهم پلیاتیلن است، اما همین ویژگی تجزیه و بازیافت آن را دشوار میکند.
اکنون پژوهشگران دانشگاه ساری با ساخت پلیمری متفاوت تلاش کردهاند مفهوم تازهای را برای مواد چرخهپذیر ارائه دهند. نتایج این پژوهش در مجله علمی Macromolecules منتشر شده است.
بیشتر بخوانید: دانشمندان زبالههای پلاستیکی را به کوکی خوراکی تبدیل کردند
تبدیل مستقیم پلاستیک جامد به بخار در دمای ۹۰ درجه
پلیمر جدید «پلی(۱،۲-دیتیولان)» نام دارد و از زنجیرهای از مونومرهای ۱،۲-دیتیولان تشکیل شده است. این مونومر یک مولکول حلقهای حاوی کربن، هیدروژن و دو اتم گوگرد متصل به یکدیگر است.
ماهیت برگشتپذیر پیوند گوگردی در این ساختار باعث میشود پلیمر بتواند بارها تجزیه و دوباره تشکیل شود. این ویژگی تفاوت مهمی با بسیاری از پلاستیکهای رایج دارد.
پیتر راث، مهندس شیمی دانشگاه ساری بیان کرد که بیشتر پلاستیکها برای پایداری ساخته شدهاند و همین ویژگی، حذف یا بازیافت آنها را دشوار میکند. به گفته او، پژوهش جدید نشان میدهد که میتوان مادهای ساخت که در دمای نسبتا پایین به بخار تبدیل شود و سپس به طور طبیعی همان پلیمر را دوباره تشکیل دهد.
پلاستیکهای معمولی ممکن است برای آغاز فرایند تجزیه به دمای حدود ۲۰۰ درجه سانتیگراد نیاز داشته باشند. مواد حاصل نیز گاهی باید مراحل پردازشی بیشتری را پشت سر بگذارند. این مراحل میتوانند محصولات جانبی آلاینده یا خطرناک تولید کنند.
اما پلی(۱،۲-دیتیولان) در حدود ۹۰ درجه سانتیگراد رفتار متفاوتی نشان میدهد. این ماده طی فرایند تصعید، بدون ورود به حالت مایع به صورت مستقیم از جامد به گاز تبدیل میشود. پژوهشگران این ویژگی را نخستین نمونه ثبتشده از چنین رفتاری در یک پلیمر توصیف کردهاند.
بیشتر بخوانید: ساخت پلاستیک گیاهی جدید از ذرت با الهام از تار عنکبوت + ویدیو
پوشش ضدآبی که با گرم کردن از سطح جدا میشود
پژوهشگران برای نمایش یکی از کاربردهای عملی این فناوری، کاغذ صافی لولهشدهای را با پلیمر جدید پوشاندند. بخار پلیمر سطح کاغذ را پوشاند و لایهای ضدآب روی آن تشکیل داد.
سپس آنها کاغذ را گرم کردند و پوشش پلیمری را به روشی ساده از روی آن برداشتند. کاغذ با وجود مقداری تغییر رنگ، دوباره قابلیت اولیه خود را برای جذب آب به دست آورد. پلیمر جداشده نیز هنگام سرد شدن دوباره به جامد تبدیل شد و امکان استفاده مجدد از آن وجود داشت.
این ویژگی میتواند برای صنایع مختلف اهمیت داشته باشد. پوششهای پلیمری اکنون در طیف گستردهای از محصولات و تجهیزات استفاده میشوند. این پوششها میتوانند عایقکاری و روانکاری را بهبود دهند و مقاومت تجهیزات را در برابر خوردگی، رطوبت و فرسودگی افزایش دهند.
ماشینآلات تولید مواد غذایی، لوازم خانگی و تجهیزات صنعتی از جمله مواردی هستند که پوششهای پلیمری از بخشهای داخلی آنها محافظت میکنند. این مواد در ساختمانها نیز برای مقابله با رطوبت، باران و رشد کپک کاربرد دارند.
امکان جدا کردن چنین پوششهایی با گرمای نسبتا کم و استفاده دوباره از ماده اولیه میتواند در آینده شیوه استفاده از پوششهای پلیمری را تغییر دهد.
حذف آسانتر افزودنیها و امکان بازیافت دوباره پلیمر
پژوهشگران قابلیت دیگری را نیز برای این پلیمر آزمایش کردند. آنها ماده را با رنگ «نیل رد» آلوده کردند تا شرایط حضور افزودنیها و ناخالصیها در زبالههای پلاستیکی را شبیهسازی کنند.
حذف رنگها و سایر افزودنیها از پلاستیکهای معمولی اغلب به پردازشهای شیمیایی اضافی نیاز دارد. این مراحل هزینه بازیافت و مصرف منابع را افزایش میدهند. پژوهشگران توانستند در آزمایش جدید، رنگ را تنها در یک مرحله و با گرم کردن پلیمر از آن جدا کنند.
این نتیجه نشان میدهد که تصعید میتواند علاوه بر امکان جداسازی پلیمر از سطوح، برای افزایش کارایی فرایند بازیافت نیز مورد استفاده قرار گیرد.
با وجود این، پژوهشگران تأکید کردهاند که پلی(۱،۲-دیتیولان) قرار نیست جایگزین پلاستیکهای معمولی شود و راهحلی برای کل بحران جهانی زبالههای پلاستیکی نیست. اهمیت اصلی ساخت پلاستیکی که بخار تبدیل میشود به معرفی مفهوم جدیدی مربوط میشود که میتواند زمینه ساخت نسل تازهای از مواد چرخهپذیر را فراهم کند.
پژوهشگران حتی کاربردهای زیستپزشکی احتمالی را برای پلیمرهای مشابه مطرح کردهاند. چسبهای جراحی، هیدروژلهای مورد استفاده در لنزهای تماسی تنفسپذیر و نانوذرات مخصوص رساندن دارو به محل بیماری از جمله گزینههایی هستند که چنین موادی میتوانند در آینده در آنها کاربرد داشته باشند.
توسیف کاظمی، نویسنده اصلی پژوهش و مهندس شیمی دانشگاه ساری عنوان کرد که اهمیت این دستاورد در اثبات اصلی است که پیش از این در دسترس نبود. به گفته او، اگر پژوهشگران بتوانند ویژگیهای این شیمی را متناسب با کاربردهای مختلف تنظیم کنند، در آینده میتوان موادی ساخت که استفاده، جداسازی و بازیافت آنها از بسیاری از پلاستیکهای امروزی آسانتر باشد.
بیشتر بخوانید: پلاستیک زنده با قابلیت خودتخریبی ساخته شد
