新分子铺就可再生塑料“变革”之路

2021-03-31 15:24:57 信息来源:网络
  随着橡胶和塑料废物在地球上的负担继续增加,科学家们预计将以闭环方式减少废物的数量。根据最新一期"自然化学"杂志,美国研究人员发现了一种新分子,可以改变游戏规则,即低浓度霉素,这对实现这一目标具有重大意义。
  普林斯顿大学化学系的研究人员说,这种分子可以被"压缩"成一种新的聚合物,用一种非常不寻常的方式制造塑料,在特定的条件下可以被逆转,然后"解压"后再回到原来的单体中进行再利用。
  过去,需要昂贵的专用聚合物和多种工艺才能使类似的材料恢复到原来的状态,而像丁二烯这样的普通原料则从未使用过。这种新分子是聚丁二烯的一种形式,已有100多年的历史,广泛应用于轮胎和鞋底等橡胶和塑料制品中。其母丁二烯是一种丰富的有机化合物,是化石燃料开发的主要副产品。
  研究人员说,使用一种真正的非专利化学物质,经过几十年的研究和聚合,生产出一种全新的材料,这种材料也具有有趣的特性,这是可持续化学领域迈出的一大步。
  利用铁作为合成新分子的催化剂,研究人员可以"点击丁二烯单体,形成齐聚物。铁"诱导"单体相互碰撞,形成方形聚合物。一般来说,单体是由S形结构的简单反复键合形成聚合物。但在本研究中,这些单体以方形链的形式串在一起。
  为了减压,在铁催化剂的条件下暴露在真空中,"压缩"过程将被逆转,原始材料将被回收,这是一个罕见的封闭化学循环的例子。
  这种材料还具有迷人的特性。例如,它可以远程操作,这意味着链的两端都被功能化了。这种特性使它可以用作聚合物链中其他分子之间的桥梁。此外,它还具有耐热性,这意味着它可以在不迅速分解的情况下加热超过250℃。
  即使在1 kg/mol的低分子量下,它的结晶度也较高,表明它可以在较轻的水平上获得理想的物理性能(如结晶度和材料强度)。
  研究人员说:"由单体制成的材料非常坚硬,不像普通回收塑料那样易碎耐用。
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