Исследователи из Германии и Китая предложили аналог пластика из целлюлозы, которому можно придать любую форму, просто опустив в воду. Изделия из этого материала можно перерабатывать несколько раз, причем после десяти циклов формования они даже становятся прочнее. Результаты работы опубликованы в журнале Nature Sustainability.
Китайские и немецкие ученые научились простым способом управлять пластичностью полимеров — просто опуская их в воду. За основу материала они взяли природный полимер целлюлозу, после чего смешали ее с хлоридом коричной кислоты и получили циннамат целлюлозы (cellulose cinnamate, CCi) — полимер, в котором часть гидроксильных групп в целлюлозных фрагментах превратили в сложноэфирный фрагмент c остатком коричной кислоты. Затем из CCi изготовили прямоугольные ленты размером и толщиной 10–20 микрометров. В воде такие ленты становились гибкими и пластичными, благодаря чему их можно было сгибать и закручивать в любом направлении. А когда ленты извлекали из воды, пластичность снижалась, а изделие застывало в определенной форме.
Такие свойства повышения пластичности в воде есть и у самой целлюлозы, но авторы усилили их, внедрив фрагмент коричной кислоты. Все дело в более эффективном транспорте молекул воды, которые быстро проникают внутрь материала. После извлечения из жидкости молекулы также быстро продвигаются из глубины материала к поверхности и испаряются — так форма изделий быстро фиксируется.
Авторы работы изготовили из CCi-лент пять изделий разной формы, которые оказались стабильны на воздухе и сохраняли свою форму в течение как минимум шестнадцати месяцев. После использования ленты можно снова сделать пластичными и придать им другую форму. Для этого не требуется нагревание — достаточно опустить изделие в воду комнатной температуры на пять минут, причем цикл с одной лентой можно повторять много раз.
Ученые полагают, что на основе CСi можно будет создавать и другие материалы, меняющие пластичность под действием растворителей. Такие материалы смогут стать альтернативой традиционным видам пластика, особенно если удастся заменить воду на другие, менее распространенные растворители.
Подписывайтесь на InScience.News в социальных сетях: ВКонтакте, Telegram, Одноклассники.
