Представьте пластиковый контейнер, который бесследно исчезает после того, как вы съели обед, или деталь автомобиля, которая служит ровно столько, сколько нужно. Звучит как фантастика, но ученые сделали шаг к этому, создав материал с программируемым сроком саморазложения.
В основе разработки лежит химическая стратегия, которая копирует принципы натуральных полимеров. Пластик сохраняет прочность в обычном состоянии, но начинает разрушаться при столкновении с определенными повседневными факторами. Для запуска процесса не нужны высокие температуры или агрессивные реагенты.
Контроль над скоростью распада — ключевое преимущество. Специалисты сравнивают свой метод со сложенным листом бумаги. Он остается целым, но стоит приложить усилие вдоль линии сгиба — материал легко разрушается. Вся хитрость в точном пространственном расположении химических групп внутри полимера, которое и задает эту «линию сгиба». По сути, один и тот же тип пластика можно «настроить» на распад за дни, месяцы или годы — все зависит от конечной задачи.
Управлять процессом можно внешними стимулами, например, ультрафиолетовым светом или ионами металлов.
«Это исследование не только открывает путь к созданию более экологичных пластмасс, но и расширяет набор инструментов для разработки интеллектуальных, адаптивных материалов на основе полимеров для многих областей», — сказал автор идеи Ювэй Гу.
Помимо упаковки, материал потенциально подойдет для медицинских капсул, которые высвобождают лекарство по графику, или для временных защитных покрытий.
Предварительные тесты показывают, что продукт разложения материала нетоксичен. При этом ученые продолжают изучать его безопасность и совместимость с массовым производством.