Các nhà nghiên cứu tại Đại học Tokyo vừa công bố một loại vật liệu nhựa đột phá, được gọi là VPR, kết hợp các đặc tính vượt trội hiếm thấy trong một chất duy nhất: độ bền, tính linh hoạt, khả năng tự phục hồi và khả năng phân hủy sinh học một phần.
Vật liệu này sẵn sàng phá vỡ ngành công nghiệp nhựa và khi làm như vậy sẽ giải quyết một số mối lo ngại cấp bách nhất về môi trường trên thế giới.
(Ảnh: Hình ảnh qua ACS Materials Letters (2023))
Các nhà khoa học của Đại học Tokyo tiết lộ loại nhựa bền hơn, co giãn hơn, tự phục hồi và phân hủy sinh học
Một loại nhựa mới
Trong này báo cáo được chia sẻ bởi Phys.org, chúng tôi biết rằng việc tạo ra VPR bắt nguồn từ sự kết hợp khéo léo giữa vitrimer nhựa epoxy và phân tử polyrotaxane.
Vitrimer, một loại nhựa tương đối mới trong thế giới nhựa, được biết đến với chất lượng chắc chắn và bền bỉ ở nhiệt độ thấp hơn, giống như nhựa nhiệt rắn truyền thống.
Tuy nhiên, không giống như các loại cũ, vitrimer có khả năng đặc biệt là được định hình lại nhiều lần khi chịu nhiệt độ cao hơn, mô phỏng các đặc tính của nhựa nhiệt dẻo. Tuy nhiên, một trong những nhược điểm chính của chúng là độ giòn và khả năng co giãn hạn chế. Đây là lúc polyrotaxane bước vào, nâng cao trò chơi.
Polyrotaxane, được tôn vinh vì khả năng tăng cường độ dẻo dai của các vật liệu khác nhau, đã tạo ra yếu tố thay đổi cuộc chơi. Kết quả là VPR, viết tắt của “vitrimer kết hợp với polyrotaxane”.
Theo mô tả của Trợ lý Dự án, Giáo sư Shota Ando từ Trường Cao học Khoa học Biên giới, nó có khả năng chống vỡ cao hơn gấp 5 lần so với vitrimer nhựa epoxy thông thường. Nhưng đó mới chỉ là khởi đầu cho những đặc tính đáng kinh ngạc của nó.
Vật liệu tự phục hồi
Một trong những phẩm chất đáng kinh ngạc nhất của VPR là khả năng tự phục hồi. Hãy tưởng tượng một loại nhựa có thể phục hồi sau hư hỏng nhanh hơn 15 lần so với các loại nhựa thông thường.
Nó là một công cụ thay đổi cuộc chơi tiềm năng cho các ngành công nghiệp từ kỹ thuật đến y học. Nhựa truyền thống bị nứt, vỡ và không thể sử dụng được một khi bị hư hỏng. Tuy nhiên, VPR có thể tự sửa chữa nhanh chóng, đảm bảo độ bền kéo dài và giảm lãng phí.
VPR còn có một thủ thuật đáng kinh ngạc khác – trí nhớ hình dạng. Điều này có nghĩa là nó có thể nhanh chóng lấy lại hình dạng ban đầu nhanh gấp đôi so với các ống thủy tinh thông thường.
Hãy tưởng tượng một vật liệu không chỉ tự sửa chữa mà còn nhớ được hình dạng ban đầu của nó. Điều này mở ra những khả năng mới cho nhiều ứng dụng, từ thời trang bền vững đến robot.
Một bước hướng tới sự bền vững
Một trong những đóng góp quan trọng nhất của VPR cho thế giới là khả năng phân hủy sinh học một phần của nó. Ngâm nó trong nước biển chỉ trong 30 ngày sẽ mang lại khả năng phân hủy sinh học đáng kinh ngạc 25%, với thành phần polyrotaxane bị phân hủy thành nguồn thức ăn cho sinh vật biển.
Chỉ tính năng này thôi cũng có thể có tác động sâu sắc đến nỗ lực chống ô nhiễm nhựa của chúng ta. Hãy tưởng tượng một loại nhựa không tích tụ trong các bãi chôn lấp hoặc gây ô nhiễm đại dương của chúng ta mà thay vào đó lại góp phần vào hệ sinh thái biển.
Với cuộc khủng hoảng rác thải nhựa đang ngày càng lan rộng, VPR đưa ra một giải pháp đầy hứa hẹn. Độ bền và tính linh hoạt ấn tượng của nó làm cho nó phù hợp với nhiều ứng dụng.
Từ vật liệu cơ sở hạ tầng cho đường và cầu đến sản xuất phương tiện, khả năng tăng cường liên kết của nó được thiết lập để thay đổi cuộc chơi.
Nghiên cứu “Polyrotaxane chứa polyrotaxane nhiệt rắn bền vững thân thiện với môi trường” được công bố trên tạp chí Thư tài liệu ACS.
(Ảnh: Nhà văn John Lopez của TechTimes)
thẻ: