Plastik od dziesięcioleci jest nieodłącznym elementem naszej codzienności — od zabawek aż po infrastrukturę. Jednak problemy związane z jego cyklem życia i utylizacją spędzają sen z powiek ekologom. Mimo licznych kampanii na rzecz ograniczenia zużycia plastiku, jego przydatność sprawia, że jest to bariera ciężka do pokonania.
Poszukiwanie alternatyw
Rozwiązaniem tego dylematu jest opracowanie alternatywnych tworzyw sztucznych, które są trwalsze, łatwiejsze w recyklingu lub produkowane z bardziej przyjaznych dla środowiska materiałów. Taki rozwój może przyczynić się do realizacji Celów Zrównoważonego Rozwoju ONZ. Dlatego też naukowcy z Uniwersytetu w Tokio skupili swoje wysiłki na stworzeniu bardziej zrównoważonych tworzyw sztucznych. Teraz donoszą o syntezie plastiku na bazie witrimeru (to stosunkowo nowa klasa tworzyw sztucznych ze zdolnością samonaprawy) żywicy epoksydowej.
VPR (Vitrimer Incorporated with Polyrotaxane) to nowy rodzaj plastiku, który dzięki dodaniu cząsteczki polimerów rotaksanowych (rotaksanów) jest zarówno wytrzymały jak i elastyczny. Ten materiał zachowuje swoje kształty w niskich temperaturach, ale może być wielokrotnie przekształcany w temperaturach powyżej 150°C, nie tracąc przy tym na wytrzymałości.
Właściwości i zalety bioplastiku VPR
Na uwagę zasługuje fakt, że jest on ponad pięciokrotnie bardziej odporny na pękanie niż typowe ekologiczne tworzywo sztuczne. Ponadto szybko się regeneruje, odzyskując swoją pierwotną formę, a także może być znacznie szybciej recyklingowany chemicznie. Zastosowanie ciepła i rozpuszczalnika rozkłada VPR na surowe składniki. Jego wyjątkowa cecha to zdolność do biodegradacji w środowisku morskim, co stanowi nowość wśród materiałów tego typu — zanurzenie go w wodzie morskiej na 30 dni spowodowało 25% biodegradację, a polirotaksan rozpadł się na źródło pożywienia dla organizmów morskich.
Wynaleziony materiał może być potencjalnie zastosowany w inżynierii, modzie, robotyce, czy nawet medycynie. Możliwość naprawy uszkodzeń poprzez zastosowanie ciepła otwiera nowe perspektywy dla utrzymania infrastruktury, jak również przemysłu samochodowego, dzięki swoim właściwościom pamięci kształtu oraz elastyczności.
Dalsze kierunki badań
Naukowcy z Tokio mają w planach współpracę z firmami celem oceny możliwości praktycznego wykorzystania VPR i kontynuację badań nad tym i podobnymi materiałami w laboratorium. Ich praca może prowadzić do rozwiązania wielu globalnych problemów związanych z recyklingiem i utylizacją plastiku.
Czas pokaże, jak nowe tworzywo wpłynie na przemysł i codzienne życie. Czy jesteśmy na progu rewolucji w dziedzinie materiałów? Obserwujemy i czekamy z nadzieją.
