專塑視界6月17日消息,日本研究人員研發(fā)出一種新型塑料,這種塑料堅固且富有彈性,同時具有獨特的溶解特性能在鹽水中溶解且不留痕跡。它采用離子單體制造而成,材料內部的鹽橋(即固定材料的靜電鍵)賦予了它高強度。然而,當這種塑料暴露在鹽水中時,鹽橋會分解,進而將塑料分解為無害成分。
由 Takuzo Aida 領導的日本科學家團隊,首次闡述了從超分子組裝體制造塑料的過程。這些材料是在小規(guī)模可逆交互作用下創(chuàng)建的。Takuzo Aida 解釋道:人們普遍認為,超分子塑料中鍵的可逆性會使它們變得脆弱且不穩(wěn)定,但我們的新材料并非如此。
這種塑料名為烷基 SP2,具備高強度特性,可在 120C 以上的溫度下進行成型加工,還能根據需求轉化為從硬殼到軟膜等各種形態(tài)。與大多數可生物降解塑料不同的是,這種材料在分解過程中不會留下任何微塑料顆粒,在海水環(huán)境中,它能在 2 - 3 小時內完全溶解。
盡管在含鹽土壤中的分解時間相對較長,但這種塑料同樣具備分解能力。例如,一塊 5 厘米的塑料碎片,大約需要 200 小時才能在土壤中完全分解。分解后的成分,包括胍離子和六偏磷酸鈉等,能夠被天然土壤細菌消化,轉化為養(yǎng)分。
據聯(lián)合國估計,到 2040 年,全球塑料污染可能會增加兩倍,每年排入海洋的塑料垃圾將增加 2300 萬至 3700 萬噸。目前,塑料垃圾的回收成功率不超過 9%。傳統(tǒng)塑料要么難以分解,要么在分解時會產生微塑料顆粒,這些顆粒會進入動物和人類體內。最初,日本研究人員致力于解決塑料易碎的問題。當他們發(fā)現去除多余鹽分可以穩(wěn)定鹽橋,從而形成堅固且有彈性的薄膜時,取得了重大突破。后來,通過反復增加鹽含量,能夠破壞這一系統(tǒng),促使塑料分解。
這種塑料在分解過程中不會排放二氧化碳,無毒且不易燃燒。一旦溶解,其 90% 以上的成分可以回收再利用,具備很高的回收價值。
研究人員預計,這種塑料將主要應用于食品包裝領域。目前,他們正專注于尋找最佳涂層材料,以延長塑料的使用壽命,并推動其在 3D 打印技術、更柔軟的包裝以及醫(yī)學領域的應用。