Een nieuwe supramoleculaire kunststof die zichzelf in een oogwenk kan genezen en gemakkelijker kan worden afgebroken en opnieuw kan worden gebruikt
2022-09-05
Een onderzoeksgroep onder leiding van Li Jianwei, senior onderzoeker van het onderzoekslaboratorium voor medicijnen in Finland, heeft een nieuw materiaal onderzocht, supramoleculaire kunststof genaamd, dat traditionele polymeerkunststoffen zal vervangen door een milieuvriendelijk materiaal dat duurzame ontwikkeling bevordert. De supramoleculaire kunststoffen die door onderzoekers zijn gemaakt met behulp van de vloeistof-vloeistoffasescheidingsmethode hebben vergelijkbare mechanische eigenschappen als traditionele polymeren, maar de nieuwe kunststoffen zijn gemakkelijker te ontleden en opnieuw te gebruiken.
Kunststof is een van de belangrijkste materialen in de moderne tijd. Na een eeuw van ontwikkeling is het geïntegreerd in alle aspecten van het menselijk leven. De traditionele polymeerkunststoffen hebben echter een slecht degradatie- en regeneratievermogen in de natuur, wat een van de grootste bedreigingen voor het voortbestaan van de mens is geworden. Deze situatie wordt veroorzaakt door de sterke kracht die inherent is aan de covalente binding die de monomeren verbindt om het polymeer te vormen.
Om deze uitdaging aan te gaan, stellen wetenschappers voor polymeren te maken die zijn verbonden door niet-covalente bindingen die minder krachtig zijn dan covalente bindingen. Helaas zijn zwakke interacties vaak onvoldoende om moleculen in materialen met macroscopische afmetingen te houden, wat de praktische toepassing van niet-covalente materialen belemmert.
Li Jianwei's onderzoeksgroep aan de Universiteit van Turku in Finland ontdekte dat een fysisch concept genaamd vloeistof-vloeistoffasescheiding (LLP's) opgeloste stoffen kan isoleren en concentreren, de bindingskracht tussen moleculen kan versterken en de vorming van macromaterialen kan bevorderen. De mechanische eigenschappen van de verkregen materialen zijn vergelijkbaar met die van conventionele polymeren.
Bovendien, als het materiaal eenmaal is gebroken, kunnen de fragmenten zich onmiddellijk herenigen en zichzelf genezen. Bovendien is het materiaal bij het inkapselen van een verzadigde hoeveelheid water een kleefstof. Een voegstaal van staal kan bijvoorbeeld meer dan een maand een gewicht van 16 kg weerstaan.
Ten slotte is het materiaal afbreekbaar en zeer recyclebaar vanwege de dynamische en omkeerbare aard van niet-covalente interacties.
"Vergeleken met traditionele kunststoffen zijn onze nieuwe supramoleculaire kunststoffen intelligenter, omdat ze niet alleen sterke mechanische eigenschappen behouden, maar ook dynamische en omkeerbare eigenschappen behouden, waardoor de materialen zelfherstellend en herbruikbaar zijn", verklaarde Dr. Yu Jingjing, een postdoctoraal onderzoeker .
"Een klein molecuul dat supramoleculaire kunststoffen produceert, werd eerder afgeschermd van een complex chemisch systeem. Het vormt een intelligent hydrogelmateriaal met magnesiummetaalkationen. Deze keer zijn we erg blij om LLP's te gebruiken om de nieuwe vaardigheden van dit oude molecuul aan te leren." zei Dr. Li Jianwei, hoofdonderzoeker van het laboratorium.
"Opkomend bewijs toont aan dat LLP's een belangrijk proces kunnen zijn bij de vorming van celcompartimenten. Nu hebben we dit fenomeen ontwikkeld, geïnspireerd door biologie en natuurkunde om de grote uitdagingen van onze omgeving aan te gaan. Ik geloof dat interessantere materiële LLP's-processen zullen worden verkend in de nabije toekomst," vervolgde Li.
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
