پلاستیک‌های هوشمند در راهند

انسان، این پلاستیک‌ساز بزرگ هم از این ساخته خود در امان نیست. همین چند وقت پیش، آمار بلعیدن ناخواسته ریزپلاستیک‌ها همراه با خوراکی‌ها، همه را نگران کرد. بزرگ‌ترین دلیل این همه اتفاقات ناخوشایند از سوی تولیدات پلاستیکی، غیرقابل تجزیه بودن آنهاست. تولیدات ابدی که انگار قرار است جان بشر و دیگر موجودات کره خاکی را ببلعند. اما به‌تازگی پژوهشگران دانشگاه «تورکو»‌ی فنلاند، موفق به ساخت پلاستیکی با قابلیت تجزیه‌پذیری شده‌اند؛ خبر خوشحال‌کننده‌ای که می‌خواهیم درباره آن دقیق‌تر بدانیم.

پژوهشگران دانشگاه تورکوی فنلاند که روی نسل جدید پلاستیک‌ها درحال پژوهش هستند، توانسته‌اند به شکل جدیدی از این مواد با‌قابلیت مهمی دست یابند. این قابلیت، امکان تجزیه‌پذیری سریع این پلاستیک‌هاست. درواقع این پلاستیک‌ها پس از استفاده به‌سرعت تجزیه می‌شوند. این ساختار جدید که پلاستیک «فرا مولکولی» نامیده شده، دوستدار محیط‌زیست و قابل بازیافت است. با تنظیم میزان مقدار آب موجود در ساختار این نوع پلاستیک، امکان تبدیل شدن آن به نوعی ماده پلاستیکی با ساختار چسب‌مانند وجود دارد. علاوه براین‌که درصورت بروز آسیب در قسمتی از ساختار آن، قابلیت خودترمیمی پلاستیک باعث ترمیم سریع ناحیه موردنظر خواهد شد.

این همه سماجت پلاستیک‌ها برای ماندگاری طولانی‌مدت در طبیعت ناشی از پیوند‌های محکم موجود در این سازه‌هاست. راز این ماندگاری خطرناک و ناخوشایند، اتصالات شیمیایی فوق‌العاده قوی بین مونومر‌ها یا همان واحد‌های تشکیل‌دهنده آنهاست. این ذرات با پیوند‌هایی موسوم به پیوند‌های کووالانسی به هم متصل شده و پلیمر‌ها را تشکیل می‌دهند. پژوهشگران امیدوارند به جای این پلاستیک‌های سخت و غیرقابل تجزیه، انواعی از پلاستیک‌ها را تولید کنند که با داشتن پیوند‌های غیرکووالانسی، ساختاری تجزیه‌پذیر و اصطلاحا دوستدار طبیعت ایجاد کنند. نمونه‌های خاص و جالب مصرف این تولیدات فرامولکولی را می‌توان در قالب پلیمر‌های هیبریدی برای داروسازی، پلاستیک‌هایی با قابلیت خود‌سازی و چسب‌های کارآمد در دمای بالا دید.

پژوهشگران این طرح با استفاده از روشی به نام جداسازی فاز مایع از مایع یا LLPS پلاستیک‌های فرامولکولی با مقاومت و کارایی پلاستیک معمولی تولید کرده‌اند. این ماده حاوی پیوند‌های غیرکووالانسی با استحکام بالا و قابلیت تجزیه است. این ویژگی همراه با بعضی خواص مفید دیگر موجود در این پلاستیک، آن را به پلاستیکی قابل تجزیه و بازیافت تبدیل کرده است.

یکی از نکته‌های مهم درباره پلاستیک‌ها، مقاومت در مقابل گسستگی و آسیب در اثر کشش است. پلاستیک‌های تولید شده به این روش، توانایی قابل‌توجهی در مقابل کشش و تغییر شکل دارند و دلیل آن نیز محتوای آب پایین آنهاست. اما جالب است که با اضافه کردن آب به این پلاستیک‌ها، می‌توان از آن‌ها سازه‌های چسب مانند مقاومی تولید کرد. میزان آب بالای این پلاستیک‌ها کمک می‌کند تا در صورت آسیب، به‌سرعت خود را ترمیم کرده و گسست و آسیب برطرف شود.

دکتر جینگینگ یو، پژوهشگر این مطالعه می‌گوید: «پلاستیک‌های فرامولکولی جدید، هوشمندتر از پلاستیک‌های معمولی هستند. به این دلیل که نه‌تن‌ها خاصیت مکانیکی قوی‌تری دارند، بلکه خواص دینامیکی و برگشت‌پذیری خود را نیز حفظ می‌کنند. این ویژگی باعث می‌شود تا این نوع پلاستیک خودترمیم‌پذیر و قابل استفاده مجدد باشد.»

هر خط و خشی که روی خودرو، تلفن همراه، لپ‌تاپ و... بیفتند، انگار خراشی است بر قلب صاحب این وسایل! اما ساخت این نوع پلاستیک‌های خودترمیم، گام بزرگی در راستای رفع این خط و خش‌ها از وسایل و قلب صاحبان آنهاست. پلیمر‌های خودترمیم‌شونده، فناوری امیدوارکننده با توانایی گسترده در آینده هستند. به این دلیل که می‌توان از آن‌ها در تولید رنگ خودرو‌ها با قابلیت ترمیم خط و خش ایجاد شده روی بدنه خودروها، بدنه گوشی‌های همراه و باتری‌های نسل بعد استفاده کرد. پژوهشگران براین باورند که با تولید پلاستیک‌ها با قابلیت بازیافت و ترمیم مجدد، می‌توان به تولیدات خاص، هیجان‌انگیز و البته دوستدار طبیعت دست یافت.

روزنامه جام جم