Изменять полимеры новой технологией пытаются учёные-химики

Изменять полимеры новой технологией пытаются учёные-химики

Исследовательская группа университета штата Флорида разработала новую методику манипулирования полимерами. Пользуясь новой технологией, становится возможным изменять фундаментальную структуру материалов. Разработчики заявляют о кардинальном пересмотре потенциальных применений:

  • при доставке и выпуске грузов,
  • для материалов, пригодных под переработку,
  • для производства мягких роботов, изменяющих форму,
  • под выпуск антимикробных средств и многих других продуктов.

Превращение гусеницы в бабочку

Учёные в прямом смысле слова заставили полимер полностью менять архитектуру посредством химической реакции. Природа, кстати будет замечено, также демонстрирует подобные явления в некоторых случаях. Наглядный пример: превращение гусеницы в бабочку. Сотовое оборудование меняет конструкцию природных биополимеров, следовательно, меняются свойства. Именно это теперь научились делать с синтетическими полимерами.

Полимеры представлены материалами, изготовленными химическим построением крупных молекулярных цепей, состоящих из химически подобных повторяющихся звеньев. Этот вид химического вещества затрагивает практически каждую часть повседневной современной жизни использованием материалов:

  • пластмасс,
  • каучуков и гелей,
  • природных биологических структур (ДНК и белки).

Работа исследовательской группы направлена на создание высокоэффективных полимеров, наделённых сверхэластичными и сверхмягкими свойствами, что допускает воспроизводство аналогов сустава или хряща. Чтобы сделать такое, исследователи изучают реакции существующих полимеров на раздражители с целью реорганизации для лучшей производительности.

Материалы, которые обладают свойствами самопроизвольно «расстегиваться» или разрушаться в ответ на внешние раздражители, получили предпочтения учёных в плане потенциального использования в различных областях. Однако самопроизвольное разрушение такого рода структур, именуемое деполимеризацией, сопровождается сложностью сборки.

Совершенство процесса рождения и разрушения

Исследовательская группа усовершенствовала процесс рождения полимера и разрушения, полностью изменив полимерную структуру. Разработана термодинамическая стратегия, опираясь на которую учёные синтезируют макромолекулы при более низкой температуре: минус 15 — 0ºC.

Затем структура полимера стабилизируется, прежде чем подвернуться нагреву. При более высоких температурах структурная решётка способна деполимеризоваться с инициирующим событием — введением каталитического количества элемента рутения — что вызывает распаковку полимерной структуры.

Таким образом, речь идёт об инвестировании в использование фундаментальных термодинамических принципов для науки о материалах. Разработчики используют это для преобразования молекул в различные возможные формы и химические составы. Это не только способ утилизации таких материалов, но также способ заставить материалы реагировать и изменять архитектуру.


При помощи информации: FSU